что такое вирулентность в микробиологии

Вирулентность

Вируле́нтность (от лат. Virulentus — ядовитый) — степень способности данного инфекционного агента (штамма микроорганизма или вируса) заражать данный организм. Вирулентность неравнозначна способности вызывать заболевание (патогенности), поскольку после заражения микроорганизм может превращаться в симбионта организма-хозяина, не вызывая отрицательных последствий. Показателями вирулентности являются условные величины — минимальная летальная, 50%-ная летальная, 50%-ная инфицирующая доза.

Вирулентность зависит от свойств самого инфекционного агента, а также от чувствительности (восприимчивости) организма-хозяина. Степень вирулентности измеряется в количестве единиц (клеток или вирусных частиц) инфекционного агента, необходимых для заражения организма. Вирулентность может колебаться в значительной степени в пределах одного вида микроорганизма. При поддержании инфекционного агента в лабораторных условиях его вирулентность часто ослабляется, что используется при производстве вакцины. Изменения вирулентности, как в сторону усиления, так и ослабления можно также добиться в результате мутагенного воздействия на инфекционный агент.

Способность микроорганизмов, в частности, бактерий, заражать организм-хозяин описывается в количестве бактерий, которое достаточно для заражения, пути проникновения в организм, эффективности защитных механизмов заражаемого организма, а также факторов вирулентности. Факторы вирулентности бактерий — обычно белки или другие молекулы, синтезируемые ферментами клетки. Эти белки и ферменты кодируются как хромосомальной ДНК микроорганизма, так и ДНК, содержащихся в клетке ДНК бактериофагов и плазмид.

Содержание

Факторы, определяющие вирулентность

Прикрепление к клеткам (адгезия)

Многие бактерии для заражения определённых клеток организма, например, эпителия кишечника должны к ним прикрепиться. Обнаружено, что большое количество молекул клеток хозяина, в частности, и рецепторы бактерий (белки наружной бактериальной мембраны) принимают участие в этом процессе.

Колонизация

Некоторые вирулентные бактерии выделяют специальные белки, которые позволяют им колонизировать организм хозяина. Бактерия хеликобактер (Helicobacter pylori)

Инвазивность

Некоторые вирулентные бактерии продуцируют белки, которые разрушают клеточные мембраны или стимулируют фагоцитоз клеток хозяина. Эти факторы вирулентности позволяют бактериям проникать внутрь тела хозяина через слои клеток, вступивших в контакт с патогеном, будь то клетки наружных покровов растений или животных или слои эпителия внутренних органов.

Подавление иммунного ответа

Многие бактерии выделяют факторы вирулентности, которые ингибируют иммунную систему организма. Например, бактерии выделяют белки, которые присоединяются к антителам хозяина. Другой тип веществ, ингибирующих иммунный ответ — это полисахариды капсулы, окружающей клетки, в частности, патогена человека стрептококка (Streptococcus pneumoniae). Эти полисахариды затрудняют фагоцитоз бактерий специализированными клетками иммунной системы (макрофагами) и лимфоцитами.

Токсины

Многие факторы вирулентности — это белки, которые патоген вырабатывает, а затем выделяет (секретирует) в окружающую среду и которые вызывают повреждение тканей хозяина. Например, при пищевых отравлениях именно токсины вызывают симптомы заболевания.

Вирулентность вирусов

Источник

Что такое вирулентность в микробиологии

Proteus mirabilis – повсеместно встречающийся в природе, в том числе в загрязненной органическими веществами воде, условно-патогенный гнилостный микроорганизм из семейства Enterobacteriaceae. Представляет собой грамотрицательную, не образующую спор и капсул, очень подвижную полиморфную палочку, хорошо растущую на различных субстратах и обладающую сильной протеолитической активностью. В санитарной микробиологии протей считают индикатором гнилостного загрязнения объектов окружающей среды. Протей может обладать вирулентностью в отношении ослабленных животных и людей.

Shewanella putrefaciens – грамотрицательная полиморфная бактерия, обитает в пресной, солоноватой и солёной водных средах, является факультативным анаэробом. Впервые Shewanella putrefaciens была выделена из молочных продуктов Derby и Hammer в 1931 году, в тот момент ей было присвоено название Achromobacter putrefaciens. Затем её именовали Pseudomonas putrefaciens. В 1981 году она была отнесена к виду Shewanella putrefaciens. Shewanella putrefaciens оказывает значительное влияние на водную флору и фауну. У инфицированных этим микроорганизмом морских животных возникают повреждения кожных покровов в виде гнойно-некротических очагов. Могут также поражаться мягкие ткани, брюшина, кровь. Обычно морские животные заражаются в условиях экологического стресса, и тогда все внутренние органы могут быть инфицированы, что наносит большой урон морскому промыслу. В результате способности бактерии производить летучие сульфиды, амины и дурнопахнущие соединения триметиламина, объекты морского промысла, обсеменённые шеванеллой, выделяют запах гниющих водорослей, интересно также, что Shewanella putrefaciens может вызывать коррозию на стальных поверхностях морских судов. Это происходит за счёт её способности производить сульфиды и разрушать структуру железа. Биологические свойства Shewanella putrefaciens как патогена, общего для человека и животных, изучены недостаточно.

Pseudomonas rhodesiae – бактерия, обитающая в пресной, солоноватой и солёной водных средах. Pseudomonas rhodesiae – микроорганизм из семейства Pseudomonadaceae. Представляет собой аэробные, психрофильные, грамотрицательные мелкие палочки, не образующие спор и капсул, располагающиеся в мазке беспорядочно, одиночно и попарно. Pseudomonas rhodesiae проявляет замедленный и скудный рост на различных питательных средах для энтеробактерий и псевдомонад. Потенциальная вирулентность изучена недостаточно.

Объектом нашего изучения были культуры Shewanella putrefaciens, выделенные при исследовании мазка из гнойно-некротического очага на коже белухи, содержащейся в океанариуме Крыма.

Цель исследования:

1. Определение вирулентных свойств выделенных из патологического материала микроорганизмов – представителей водной среды обитания;

2. Поиск оптимальной биомодели для изучения вирулентности бактерий – возбудителей болезней животных, обитающих в воде.

Материалы и методы. Исследовали чистые культуры Proteus mirabilis, Shewanella putriphaciens и Pseudomonas rhodeziae, выделенные в виде ассоциации из гнойно-некротического очага на коже белухи. Перед изучением вирулентности делали их пересев на скошенный ГРМ-агар, культивировали в течение 24 часов при 37 градусах С, (а медленно растущую Pseudomonas rhodeziae – в течение 48 часов при 20 градусах С), производили смыв культур 0,9 %-м раствором хлорида натрия и доводили концентрацию полученной суспензии микробных клеток до 1 млрд КОЕ/мл по стандарту мутности.

Изучали влияние данных микроорганизмов при использовании следующих биомоделей:

• Взрослые белые мыши при заражении подкожно, в дозе 0,2 мл и внутрибрюшинно в дозе 0,5 мл.

• Куриные эмбрионы, возраст 7 суток, при заражении в желточный мешок, в дозе 0,2 мл.

Нами предложены для изучения водных микроорганизмов ещё две биомодели:

1. Взрослые рыбки гуппи, самки, при внесении 1 см3 взвеси смыва суточной культуры бактерий концентрацией 1 млрд КОЕ/мл на 2 л аквариумной воды.

2. Пресноводные аквариумные моллюски красные роговые катушки ( Planorbarius corneus) при внесении 1 см3 взвеси смыва суточной культуры бактерий концентрацией 1 млрд КОЕ/мл на 2 л аквариумной воды.

Наблюдение за биомоделями вели в течение 10 суток.

Результаты исследования. Установлено, что клинические изоляты Proteus mirabilis и Shewanella putrefaciens проявляют вирулентность при заражении белых мышей, куриных эмбрионов, рыбок гуппи и пресноводных аквариумных моллюсков роговых катушек ( Planorbarius corneus).

Наиболее вирулентной является культура Proteus mirabilis, вызывающая гибель 2 мышей из двух заражённых в течение 4 суток после введения материала. Эта же культура вызывает гибель куриного эмбриона при просмотре на 5-й день инкубации после заражения. При вскрытии наблюдалось интенсивное помутнение аллантоисной жидкости, разложение тканей эмбриона и неприятный запах тухлого мяса.

Шеванелла и псевдомонада родезия не вызывали гибели мышей при подкожном и внутрибрюшинном заражении.

Куриные эмбрионы при заражении шеванеллой погибали в течение недели после заражения в желточный мешок. При просмотре вскрытых куриного эмбрионов наблюдали кровоизлияния сосудов желточного мешка, серо-зелёный цвет содержимого желточного мешка, помутнение аллантоисной жидкости и неприятный резкий запах гниющих водорослей.

Однако биомодель – куриный эмбрион не является удобной при изучении вирулентных свойств микроорганизмов.

При внесении в аквариумную воду культуры Proteus mirabilis в течение 5 дней погибли обе рыбки гуппи. Перед гибелью у рыбок наблюдали кровоизлияния в сосудах хвоста и жабр. Это было хорошо видно невооружённым глазом. Вода сильно помутнела.

Все моллюски-катушки в воде, заражённой Proteus mirabilis, погибли в течение 1 суток после внесения культуры. Мы наблюдали падение моллюсков на дно аквариума, прекращение движений, расслабление мускулатуры с выпадением части тела моллюска во внешнюю среду.

При заражении воды в аквариуме культурой Shewanella в течение 5 дней погибла 1 рыбка из двух. У второй рыбки наблюдалась заторможенность, нарушение координации движений, плавание под углом к поверхности воды головой вверх. Вода в аквариуме вначале сильно помутнела, однако потом – стала прозрачной.

В аквариуме после заражения культурой шеванелл погиб один моллюск-катушка из 3 при этом. Мы наблюдали, как и в случае, описанном выше, падение моллюска на дно, прекращение движений и частичное выпадение тела моллюска во внешнюю среду.

При заражении воды в аквариуме культурой Pseudomonas rhodeziae гибели рыбок и моллюсков не наблюдалось. Вода оставалась слегка мутноватой.

Установлено, что наиболее вирулентным возбудителем гнойно-некротического процесса на коже белухи явился Proteus mirabilis. Вирулентными свойствами слабой степени обладает также Shewanella putrifaciens. Изолят Pseudomonas rhodeziae авирулентен. По результатам исследования микроорганизмов – возбудителей болезней морских млекопитающих – предлагаем в качестве биомодели для определения их вирулентности использовать недорогую и удобную биосистему: пресноводный аквариумный моллюск – красная роговая катушка (Planorbarius corneus).

Источник

Смертельный поцелуй чумы

Смертельный поцелуй чумы

Фрагмент картины Ханса Бальдунга «Смерть и девушка».

Автор

Редактор

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Возбудитель чумы как самая опасная бактерия в мире продолжает создавать угрозу безопасности мировому сообществу. Что делает его столь смертоносным? В статье рассмотрены основные причины уникальной патогенности чумного микроба на уровне биомолекул и их систем, а также обозначена перспектива поиска новых маркеров вирулентности.

Конкурс «био/мол/текст»-2017

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2017.

Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий и партнером номинации «Биомедицина сегодня и завтра» выступила фирма «Инвитро».

Один монах, странствуя по белому свету, встретил Чуму, которая направлялась в его город.
— Ты куда это направляешься, Чума? — спросил он ее.
— Иду в твой родной город, — ответила она. — Мне нужно забрать там тысячу жизней.
Через некоторое время монах снова встретил Чуму на своем пути.
— Почему ты меня обманула тогда? — спросил он ее с укором. — Ты говорила, что должна забрать тысячу жизней, а забрала пять тысяч.
— Я тогда сказала тебе правду, — ответила Чума. — Я действительно забрала тысячу жизней. Остальные умерли от страха.

Жертвы чумы исчислялись сотнями тысяч и даже миллионами человек, вымирали города, становились безлюдными целые области, и ужас пандемий чумы затмевал ужасы всех войн, какие знала история человечества. Целые тысячелетия люди не понимали, что является источником заболевания [2].

Библия — одно из древнейших дошедших до нас свидетельств эпидемий чумы (1 книга Царств, глава 5; 4 книга Царств, глава 19, стихи 35–36). В мировой истории отмечают три пандемии этой болезни:

Крупные вспышки чумы регистрируют с определенной периодичностью (Индия — 1994 г.; Мадагаскар — 2011 и 2013 гг.). В США с 1965 по настоящее время ежегодно регистрируют до 40 случаев заражения людей чумой (в среднем 10 больных в год) [5]. В России в сентябре 2014 г. и в августе 2015 г. впервые за последние 35 лет были зарегистрированы два случая заражения человека чумой [6], [7].

В природе чумной микроб встречается практически на всех континентах, исключая Австралию, Антарктиду, а также Арктику, что обусловливает ежегодно регистрируемые случаи этой болезни. Стремительная эволюция микроорганизмов приводит к появлению популяций бактерий (штаммов), устойчивых к антибиотикам [9], что в случае с возбудителем чумы особенно опасно. Кроме того, этих бактерий могут использовать в качестве агента биотерроризма. Все вышесказанное объясняет необходимость изучения чумного микроба.

Возбудитель чумы Yersinia pestis — самая опасная бактерия в мире [10]. Что делает ее столь смертоносной?

Факторы вирулентности, или вооружен и очень опасен

Любые патогенные бактерии должны обладать целым рядом свойств: «способностями» к инвазии (внедрению), колонизации, противостоянию иммунным реакциям организма хозяина и токсичностью. Биомолекулы, осуществляющие эти функции, называются факторами патогенности (вирулентности).

Со времен открытия возбудителя чумы в 1894 году французом Александром Йерсеном и японцем Китасато Сибасабуро ученые пытались выяснить, что определяет патогенность Y. рestis. В результате многолетней тяжелой и рискованной работы, которая продолжается и по сей день, выделили следующие факторы патогенности возбудителя:

Белки внешней мембраны, или зачем возбудителю чумы шприц?

Изучение отдельных Yop-белков, а именно V- и W-антигенов, началось еще в 1956 году [16]. Описаны также YopM, YopN, YopH, YopE, YopD и другие белки [17]. Они подавляют развитие иммунных реакций, в частности, фагоцитоз, а при «заглатывании» микробов макрофагами (иммунными клетками) обеспечивают размножение возбудителя внутри макрофагов [11]. Белки внешней мембраны синтезируются только при температуре 37 °С и в условиях дефицита ионов кальция (low calcium response) [18]. Механизм действия Yop-белков — система секреции III типа — открыт в конце прошлого века [19]. Согласно этому механизму, чумной микроб, приблизившись к эукариотической клетке, впрыскивает эффекторные белки в цитоплазму (по принципу работы шприца с образованием особого канала — «иглы») (рис. 1) [20]. Особое внимание ученые уделяют V-антигену, так как на его основе создают химическую вакцину против чумы [21].

Рисунок 1. Схема действия системы секреции III типа.

Комплекс области пигментации, или может ли стать потребность в чем-либо фактором патогенности?

В ходе лабораторных работ исследователи установили, что чумной микроб может стать авирулентным (безопасным) для мышей. При высеве таких бактерий на питательные среды с гемином (железосодержащим веществом, образующимся при действии соляной кислоты на гемоглобин) они образуют неокрашенные колонии, в отличие от пигментированных колоний вирулентных штаммов. Так появился один из простейших способов определения вирулентности штаммов возбудителя чумы без использования лабораторных животных. Если популяция бактерий на среде с гемином (среде Джексона—Берроуза) «дает» рост пигментированным колониям, то она является опасной (вирулентной), если непигментированным — то не опасной (авирулентной) [22].

Активатор плазминогена, или двуликий Янус

Большое внимание уделяют омптинам — семейству протеаз наружных мембран, которые выполняют множество функций в бактериальной клетке, в том числе перенос различных веществ через внешнюю мембрану, и, в целом, способствуют адаптации микроорганизма к условиям окружающей среды. Один из них — активатор плазминогена (Pla) [25]. Еще до выделения Pla, специалисты приходили к противоречивым, на первый взгляд, выводам. С одной стороны, чумной микроб сворачивает плазму крови (плазмокоагулирующая активность), с другой стороны — предотвращает образование кровяного сгустка (фибринолитическая активность). Тем более удивительно, что обеими этими активностями, как впоследствии выяснилось, обладает один и тот же белок — активатор плазминогена. Оказалось, что при температуре ниже 30 °С Pla проявляет плазмокоагулирующую активность. В преджелудке зараженной блохи (переносчика чумных микробов) сворачивается кровь, поступившая из больного чумой грызуна, и образуется «блок» — резервуар для размножения иерсиний. При этом голодная блоха начинает активно кусать животное или человека, не чувствуя насыщения. При поступлении свежей порции крови возбудитель с «отрыжкой» блохи проникает в ранку и инфицирует ее. Попадая в другую среду с температурой 36–37 °С — температурой тела человека (или немного выше — теплокровного животного), — активатор плазминогена начинает действовать в прямо противоположном направлении: проявляет фибринолитическую активность — препятствует образованию кровяного сгустка в месте укуса и тем самым обеспечивает распространение возбудителя [26].

При вдыхании чумных микробов (и развитии легочной чумы) этот белок обеспечивает быстрое размножение бактерий в тканях легких и приводит к развитию молниеносной пневмонии и отеку легких, тогда как в отсутствии Pla инфекция не развивается в смертельную пневмонию. Установлено, что активатор плазминогена нарушает постоянство внутренней среды организма хозяина и блокирует иммунные реакции, направленные на уничтожение патогена [27].

Капсульный антиген, или скользкий тип этот возбудитель чумы

Бактерии окружены капсулой из слизистого вещества (фракция I, Fra1), которая препятствует поглощению и обезвреживанию Y. pestis иммунными клетками организма-хозяина в процессе фагоцитоза. На выявлении этого вещества-антигена основаны многие современные методы лабораторной диагностики чумы, оно входит в состав многих экспериментальных химических вакцин против чумы. Однако позднее обнаружили популяции бактерий, лишенные капсулы [28]. Кроме того, слизистая капсула есть у многих других микроорганизмов, например, возбудителя сибирской язвы, туляремии. Капсульное вещество иерсинии образуют при температуре 37 °С.

Пили адгезии (pH6-антиген), или «агент 007»

Специфический антиген pН6 (пили адгезии — мелкие ворсинки, белок PsaA) также синтезируется только при температуре 37 °С, но есть и еще одно условие — pН ниже 6,4 (что нашло отражение в его названии). Cчитается, что это значение рН близко к рН лизосом макрофагов или некротического содержимого абсцессов, где, вероятно, и синтезируется этот антиген. рН6-антиген ответственен за прикрепление чумных микробов к эпителиальным клеткам дыхательных путей и колонизацию их. Этот антиген интересен еще и тем, что подавляет фагоцитоз: при попадании иерсиний в кровь, pH6-антигены соединяются с аполипопротеинами В плазмы, что делает бактериальные клетки «невидимыми» для макрофагов [29]. Следовательно, в изначально агрессивном теплокровном организме хозяина популяции чумного микроба с рН6-антигеном имеют больше шансов на выживание, чем популяции возбудителя чумы без рН6-антигена — феномен селекции PsaA+ бактерий [30]. В природных очагах чумы выделяют только штаммы Y. pestis с рН6-антигеном.

Антигены, схожие с рН6, были обнаружены у ряда возбудителей, вызывающих менее опасные болезни — кишечные инфекции (Y. pseudotuberculosis [31], Y. enterocolitica [32], Escherichia coli [8]).

Температурный фактор, или то, что действительно имеет значение

Необходимо заострить внимание на особой роли температуры в физиологии чумного микроба. Именно при температуре 37 °С у него повышаются питательные потребности [33] и синтезируются практически все известные детерминанты вирулентности (рис. 2) [34]. У других бактерий подобная зависимость выражена в меньшей степени, что позволяет говорить о ведущей роли температурного фактора в вирулентности возбудителя чумы [8].

Рисунок 2. «Белковые портреты» чумного микроба, выращенного при температурах 28 и 37 °С соответственно.

Геном или все важное внутри

О секвенировании генома иерсиний, вызвавших «черную смерть» 1340 года, читайте в материале «Это чума» [3]. — Ред.

Помимо хромосомы у чумного микроба есть плазмиды — внехромосомные участки ДНК [38]. Большинство белковых факторов вирулентности закодированы на плазмидах: эффекторные белки на плазмиде pCad; капсула — pFra; активатор плазминогена — рPla (pPst, pPCP). Плазмиды pFra и рPla обнаружены только у Y. pestis (видоспецифические), pCad является общей с возбудителем псевдотуберкулеза (родоспецифическая) [20].

Заключение

Несмотря на успехи, достигнутые в изучении чумного микроба, вопрос о ведущих факторах вирулентности его возбудителя остается открытым. Так отмечена «неодинаковая агрессивность» штаммов Y. pestis, обладающих одинаковым набором известных факторов патогенности [8].

В настоящее время продолжается работа по выявлению новых, еще не изученных маркеров вирулентности [39]. С использованием 2D-электрофореза, масс-спектрометрии, полногеномного секвенирования проводят сравнительный анализ отличающихся по вирулентности популяций чумного микроба для выявления различий в их белковых спектрах и геномных последовательностях. Ранее не известные белки и участки генома становятся объектом пристального внимания и изучения как потенциальные детерминанты вирулентности.

Таким образом, патогенность возбудителя чумы — это множественный (полидетерминантный) признак. Соединение многих факторов в единое целое создает страшную угрозу чумных эпидемий, с противостоянием которым, однако, прогрессивное человечество успешно справляется.

Источник

Что такое вирулентность в микробиологии

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

Среди бактерий по способности вызывать заболевание выделяют:

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.

Патогенность — видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме микроорганизма, в процессе эволюции паразита, т. е. это генотипический признак, отражающий потенциальную возможность микроорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и размножаться в нем (инвазионность), вызывать комплекс патологических процессов, возникающих при заболевании.

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.

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.

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

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.

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.

Источник