Бактериальной клетки. Основные морфологические формы бактерий и методы их изучения. Принципы классификации бактерий по Берджи
 Скачать 3.01 Mb.
|
|
Инвазия – проникновение возбудителя внутрь клеток (или пенертация). Процесс контролируется белками инвазинами. Ферменты, способствующие инвазии: 1. Факторы распространения — это собирательный термин для целого ряда бактериальных ферментов, которые способствуют диссеминации бактерий в организме: гиалуронидаза – способна расщеплять гиалуроновую кислоту, основной компонент соединительной ткани, обеспевающий процесс проникновения микроорганизмов; нейраминидаза – способна расщеплять сиаловую кислоту, входящую в состав рецепторов клеток, благодаря чему последние приобретают способность взаимодействовать с адгезинами микробов и их токсинами. С помощью данного фермента микробы преодолевают первый защитный барьер макроорганизма – муцинозный слой, покрывающий поверхность слизистых оболочек и содержащий большое количество сиаловых кислот. Данный фермент способствует не только проникновению микробов внутрь клеток, но и их распространению по межклеточным пространствам. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. Ферменты агрессии: фибринолизин – фермент, растворяющий сгустки фибрина, которые образуются в результате воспаления, что способствует отграничению воспалительного очага препятствует распространению микроорганизмов по макроорганизму. протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток По мимо ферментов агрессии микроорганизмы продуцируют широкий спектр ферментов другого назначения – это ферменты защиты . Они не способствуют распространению микроорганизмов, они защищают микробы от действия защитных сил. В качестве примера – фермент плазмокоагулаза. Плазмокоагулаза – коагулирует плазму, что приводит к образованию в воспалительном очаге вокруг микробов капсулы. Если это происходит в капиллярах, в мелких венулах, то проходимость сосуда нарушается, кровь перестает поступать в очаг размножения микробов, а значит вместе с кровью туда перестают поступать защитные факторы, содержащиеся в крови, лекарственные препараты. -ДНКаза- деполимеризующая ДНК, выделяется в среду при гибели клеток. Антифагоцитарные факторы. К важным факторам патогенности, обуславливающим антифагоцитарную активностью у бактерий, относится капсула, микрокапсула.Капсульное вещество защищает микробы от действия лизосомальных ферментов и перикисных радикалов фагоцитирующих клеток. - капсула (Streptococcuspneumoniaе, Neisseriameningitidis); - поверхностныебелки (белокАуStaphylococcusaureus, М- протеин – уStreptococcuspyogenes). - внутриклеточная аденилатциклаза, которая ингибирует хемотаксис, что позволяет бактериям избежать захвата фагоцитами. -ферменты супероксиддисмутаза и каталаза инактивируют кислородные радикалы при фагоцитозе. - участие секреторной системы 3 типа у некоторых бактерий в процессе реорганизации цитоскелета фагоцита. Токсины бактерий Токсины бактерий – продукты метаболизма, оказывающие или непосредственное токсическое воздействие на клетки макроорганизма, или опосредовано вызывают развитие симптомов интоксикации в результате индукции ими образования биологически активных веществ. По биологическим свойствам токсины бактерий делят на две группы: белковые (экзотоксины); эндотоксины. Экзотоксины – это белковые препараты, которые выделяются в окружающую среду. В силу того, что они белки – характеризуются рядом специфических свойств. Термолабильность. Высокая биологическая активность. Специфичность действия. Для каждого из них есть своя точка приложения. Являются сильными антигенами. Вырабатывается Гр(+) микроорганизмами (клостридии, коринебактерии). При обработке формалином при 400С экзотоксины утрачивают токсичность, но сохраняют антигенность и превращаются в анатоксин.Таким образом, анатоксин — это токсин, лишенный токсических свойств, но сохранивший антигенные. Экзотоксин продуцируют не все микроорганизмы. Основных продуцентов надо знать. Это возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, дифтерии. Этиопатогенез перечисленных инфекций связан с действием самого экзотоксина, а не микроба, вызвавшего данную инфекцию. Стало быть, и лечить эти болезни надо воздействуя в первую очередь, на токсин, его надо нейтрализовать действием антитоксической сыворотки. А параллельно, конечно, воздействовать на микроб-продуцент токсина. Классификация белковых экзотоксинов по степени связывания с бактериальной клеткой: 1 класс А – токсины, секретируются во внешнюю среду, например, гистотоксин коринебактерий дифтерии. 2 класс В – токсины, частично связанные с микробной клеткой и частично секретируемые в окружающую среду. Они локализуются в периплазматическом пространстве – мезотоксины – тетаноспазмин Clostridiumtetani и нейротоксин Clostridiumbotulinum.В процессе секреции клетка остается жизнеспособной. Они не имеют сигнального пептида, поэтому практически не секретируются в окружающую среду. Частичное попадание в окружающую среду связано с выходом из клетки посредством эксфолиации (отслоения) мембраны. 3 класс С – токсины, плотно связанные с микробной клеткой и попадающие в окружающую среду только после гибели клетки. Например, Шига токсин у Shigella dysenteriae 1 серовара. Классификация белковых экзотоксинов по механизму действия. По механизму действия белковые бактериальные токсины делят на следующие группы: Токсины, повреждающие клеточные мембраны (мембранотоксины). Токсины, повреждающие клеточные мембраны – мембранотоксины . Эти токсины способны повреждать плазматическую мембрану эукариотических клеток двумя путями: -с помощью ферментативного гидролиза; Ферментативный гидролиз – действие альфа-токсина Clostridiumperfringens, обладающего активностью фосфолипазы С. -в результате формирования пор в мембране. В результате формирования пор в мембране. Вызванные ими повреждения – они формируют трансмембранные поры и нарушают селективный вход и выход ионов через плазматическую мембрану, что ведет к лизису клетки. В эту группу входят: гемолизин E. coli, лейкотоксин, О- листериолизин Lysteriamonocytogenes; пневмолизин S. pneumoniae. Токсины ингибиторы синтеза белка (цитотоксины). Блокируют синтез белка на субклеточном уровне. Субстратом для них служат факторы элонгации и 28 S рибосомальная РНК. Они индуцируют развитие гемолитического уремического синдрома. Эти токсины проникая из просвета кишечника связываются с рецепторами эндотелиальных клеток капилляров почечных гломерул. Это приводит к набуханию клеток, сужение просвета сосудов, способствует агрегации тромбоцитов, развитию гемолиза эритроцитов и уремии. В эту группу входят антиэлонгаторы - например, дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки, они выводят из строя фермент трансферазу 2, ответственный за элонгацию (наращивание) полипептидной цепи на рибосомах, что приводит к блокаде синтеза белка и вызывает гибель клетки. К данному типу токсинов принадлежат токсины с энтеропатогенной активностью и дермонекротоксины. Токсины, активирующие пути метаболизма, вторичных посредников (мессенджеров) - функциональные блокаторы. В молекулу токсина включен фермент аденилатциклаза, который генерирует вторичный мессенджер. Вторичные посредники – это малые сигнальные молекулы, которые являются компонентами передачи сигнала в клетке. К ним относятся циклические нуклеотиды, ионы Са, оксид азот. Они быстро образуются, активируют эффекторные белки, которые опосредуют клеточные реакции на внеклеточные сигналы. То есть активируют пути метаболизма. Они влияют на функцию отдельных белков эукариотической клетки, не вызывая ее гибели. Механизм их действия заключается в том, что они способны активировать вторичных посредников, которые усиливают клеточные реакции на внеклеточные сигналы. К данной группе относятся: цитотоксический некротизирующий фактор, термолабильный LT и термостабильный ST токсины E. coli;коклюшный и дерматонекротический токсиныBordetellapertussis; токсины А и ВClostridiumdifficile, холерный энтеротоксин. В эту группу входят нейротоксины (тетаноспазмин, ботулинический токсин). Активаторы иммунного ответа. К токсинам, входящим в эту группу, относятся: токсин синдрома токсического шока (TSST-1), энтеротоксины и эксфолиативные токсиныStreptococcuspyogenes. Они относятся к суперантигенам и могут действовать непосредственно на презентирующие клетки иммунной системы. Протеазы. Протеазы – ботулинический и столбнячный нейротоксины. Мишенями действия токсинов в клетках является группа белков, которые участвуют в процессах высвобождения нейромедиаторов и ингибирования секреции ацетилхолина. Возникают нарушения мышечных сокращений, что приводит к развитию вялых параличей перифирических нервов. Столбнячный и ботулинический токсины – супертоксины – это самые сильные биологические яды. Эндотоксины. Эндотоксины относятся к бактериальным модулинам, обладающим большим спектром биологической активности, индуцирующим синтез цитокинов и других медиаторов. За проявление биологической активности эндотоксинов ответственна вся молекула ЛПС. В основе действия ЛПС лежит неспецифическое лиганд- липидное взаимодействие. Не белки, это липополисахариды бактерий. Термостабильные. Обладает низкой биологической активностью. Специфичностью действия не обладает. Слабые антигены. Продуценты –Гр(-) бактерии. В анатоксин не переходят. ! Лечить болезни, возбудители которых продуцируют эндотоксин надо не нейтрализацией токсина, а воздействием на возбудителя. 32. Иммунитет, его функции. Виды иммунитета. Механизмы врождённого иммунитета. Иммунитет – это способ защиты генетического постоянства внутренней среды организма от веществ или тел, несущих на себе отпечаток чужеродной генетической информации, образующихся в нём самом или попадающих в него извне. Функции: Контроль за развитием и действием в организме микроорганизмов. Надзор за гомеостазом собственных клеток и тканей, включая процессы формообразования, регенерации, а также своевременного удаления отживших, поврежденных, мутантных и опухолевых клеток. Виды иммунитета: 1. Врожденный (неспецифическая резистентность) – неспецифические защитные механизмы, действующие против любого чужеродного фактора. Клеточный; Гуморальный. 2. Приобретенный (специфический) – механизмы, определяющие способность организма к избирательному ответу на конкретные чужеродные структуры, именуемые антигенами. Клеточный; Гуморальный; Активный: o Естественный – постинфекционный. o Искусственный – поствакцинальный. Пассивный: o Естественный - плацентарный. o Искусственный – сывороточный. МЕХАНИЗМЫ ВРОЖДЁННОГО ИММУНИТЕТА. 1. Клеточные Клетки врождённого иммунитета: Миелоидные: o Моноциты; o Макрофаги; o Нейтрофилы; o Дендриты. Лимфоидные: o NK – клетки; o NKT – клетки; o B1 – лимфоциты; o Гамма, бета – Т-лимфоциты. 2. Гуморальные Система комплемента; Цитокины; Белки острой фазы; Дефензимы; Липидные медиаторы. Функции врождённого иммунитета: Распознавание чужеродного агента во внутренней среде организма; Передача информации и активация клеток, участвующих в иммунном ответе; Удаление опознанных чужеродных агентов из организма (элеминация). КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ. МИЕЛОИДНЫЕ КЛЕТКИ Мононуклеарная система: Моноциты – клетки периферической крови. Макрофаги – неподвижные клетки (тканевые или резидентные). Функции фагоцитов: Собственно фагоцитоз; Презентация антигена клеткам, участвующим в иммунном ответе; Эффекторная – заключительная стадия в иммунном ответе. Поверхностные молекулы фагоцитов: 1. Специфические рецепторы: PRR (патоген распознающие рецепторы- рецепторы, распознающие PAMR) – распознают молекулярный образ патогена. PAMR (патоген ассоциированные молекулы) – химические структуры, формирующие общий чужеродный образ патогена. Бактериальный липополисахарид; Пептидогликан; Флагеллин; Вирусные нуклеиновые кислоты и т.д. 2. Молекулы MHC 3. Костимулирующие рецепторы (CD – 80/86) Нейтрофилы – фаготицирующие клетки. Мигрируют в очаг быстрее и участвуют в воспалении. Фагоцитоз – процесс поглощения специализированными клетками живых или убитых микроорганизмов других клеток или веществ с их перевариванием. Стадии фагоцитоза: o Хемотаксис; o Адгезия; o Атракция и образование фагосомы; o Киллинг; o Переваривание; o Выброс продуктов переваривания. Фагоцит улавливает отдаленные сигналы и мигрирует в их направлении ( хемотаксис ). Хемотрактанты : o Продукты распада соединительной ткани; o Иммуноглобулины; o Компоненты системы комплемента; o Некоторые факторы свертывания крови; o Простогландины; o Цитокины. Чем больше концентрация хемотрактантов, тем больше количества фагоцитов в зоне повреждения. Сцепление с объектом – адгезия , с помощью интегринов. Контакт с мембранной фагоцита. Фагоцит выделяет псевдоподии, окружает клетку и образуется фагосома , т.е. микроорганизм заключен в мембрану фагоцита. Контакт микроорганизма и фагоцита опосредуют опсонины. К опсонинам относятся: o Антитела; o Фракции системы комплемента; o С-реактивный белок. Образовавшаяся фагосома направляется к центру клетки, где сливается с лизосомами с образованием фаголизосомы. В фаголизосоме – внутренняя дегрануляция, следовательно, завершение фагоцитоза. Если нет переваривания, то НЕзавершенный фагоцитоз, например, при туберкулёзе или минингококковой инфекции. В результате переваривания образуются отдельные пептидные фрагменты, которые поступают на поверхность мембраны фагоцита – презентация антигена. МАКРОФАГ – ЭТО АНТИГЕН-ПРЕДСТАВЛЯЮЩАЯ КЛЕТКА. ФАГОЦИТОЗ – ИНДУКТОР ИММУННОГО ОТВЕТА. Дендритные клетки. Являются главными профессиональными антиген-представляющими клетками, запускающими иммунный ответ. Имеют костно-мозговое происхождение; Предшественники, циркулирующие в крови; В условиях воспаления интенсивно поглощают чужеродные агенты; Маркёр зрелых – Cd – 83. ЛИМФОИДНЫЕ КЛЕТКИ NK – клетки – крупные лимфоциты крови, селезёнки, легких, лимфатических образований кишечника. Распознают сигналы опасности. В цитоплазме – гранулы с цитотоксическими веществами (перфорин, гранулолизин). Роль : цитотоксическое действие на измененные клетки собственного организма. NK-клетки – единственные клетки, которые распознают измененные клетки. ГУМОРАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 1. Система комплемента – многокомпонентная самособирающаяся система белковых и гликопротеиновых факторов свертывания крови. Продуцируются клетками печени (в неактивном состоянии) и мононуклеарами. Активация при антиген-антитело имеет каскадный характер. Активированная система комплемента выполняет: Цитолитическое и токсическое влияние на мембрану клетки. Участвует в аллергических реакциях. Адгезия Т-киллеров на клетках мишенях. Стимуляция В-лимфоцитов. 2. Цитокины – гормонподобные белковые или пептидные факторы, которые опосредуют межклеточные и межсистемные взаимодействия, обеспечивающие согласованность работы иммунной, эндокринной и нервной систем в норме и патологии. Интерфероны; Интергликаны; Хемокины; Фактор некроза опухоли; Фактор трансформации роста; Колонистимулирующие факторы; Дефензимы (привлекаются к участию в иммуных процессах). Цитокины, взаимодействуя с рецептором клетки генерируют сигнал, который приводит к активации генов, определяющих реакцию клекти. 3. Белки острой фазы (реактанты) С-реактивный белок Получил название вследствие способности присоединять и преципитировать С-полисахарид Str. Pneimoniae. Далее было установлено, что С-реактивный белок присоединяется к фосфатидилхолину – компоненту клеточной мембраны любых клеток. Он способен присоединяться к микроорганизмам, активированным лимфоцитам, поврежденным клеткам разных тканей, активируя при этом комплемент. Присоединяясь к нейтрофильным фагоцитам, С-реактивный белок усиливает фагоцитоз и элиминацию объектов фагоцитоза. Вместе с этим подавляет продукцию супероксида и освобождение из гранул фагоцитов ферментов, защищая тем самым ткани от повреждения. Сывороточный амилоид А Липопротеин, обладающий способностью к хемоаттракции нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов. Повышенный уровень этого белка в крови наблюдается при туберкулезе и ревматоидном артрите. 4. Липидные медиаторы 33. Понятие адаптивный иммунитет. Его особенности, механизмы адаптивного иммунитета. Особенности адаптивного иммунитета Филогенетически более молодой – порядка 500 млн. Появился у высших позвоночных. Распознает индивидуальные структурные элементы патогенов. Конкретный антиген распознают отдельные клоны лимфоцитов, имеющие специфические антигенраспознающие рецепторы, и клоны этих клеток действуют сообща. Требует времени для развития ответа – от 3-ех дней и выше. «Формируется» и меняется в течении жизни. Формирует «иммунологическую память» - способность к быстрому и сильному ответу на повторное воздействие антигена. Способен защищать организм от агрессии изнутри (т.е. злокачественных новообразований). Адаптивный иммунитет базируется на 3 главных процессах : 1. Распознавание чужеродных агентов с помощью специальных рецепторов. |