Микробиология. Вопрос Понятие об инфекции. Ответ Под понятием инфекция
 Скачать 1.5 Mb.
|
|
Характеристика бактериальных экзо- и эндо-токсинов
III. Факторы персистенции Персистенция - длительное переживание возбудителя в организме
Вопрос 8: Факторы адгезии и колонизации. Их характеристика. Ответ: с помощью факторов адгезии и колонизации бактерии распознают рецепторы на мембранах клеток, прикрепляются к ним и колонизируют клетки. С одной стороны в процессе адгезии задействованы неспецифические физико-химические механизмы, обеспечивающие контакт между клетками возбудителя и организма хозяина и связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергий отталкивания и притяжения. С другой стороны, способность к адгезии определяется специфическими химическими группировками определенного строения – лигандами, находящимися на поверхности микроорганизмов, и рецепторами клеток, которые должны соответствовать друг другу. В противном случае адгезия не происходит. Адгезины, отвечающие за прилипание возбудителя к клеткам макроорганизма, очень разнообразны. Адгезины многих Гр- бактерий связаны с пилями разных типов. Также адгезивную функцию Гр- бактерий выполняют капсула и капсулоподобная оболочка, белки наружной мембраны клеточной стенки. У Гр+ бактерий эта функция связана с тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами клеточной стенки, капсулой и капсулоподобной оболочкой. Колонизация представляет собой процесс размножения микробов в месте адгезии (расселение микроорганизмов в определенном биотопе хозяина). Эта стадия обеспечивает накопление микроорганизмов до такой критической концентрации, которая способна вызвать патологическое действие. Колонизация зависит от дозы микробов, наличия рецепторов клеток макроорганизма и тропности к тканям. Вопрос 9: Факторы вирулентности. Их характеристика. Ответ: Вирулентность – количественная мера патогенности, измеряемая в специальных единицах DLM и LD50. Вирулентность выявляется фенотипическим признаком, реализующимся в организме хозяина. Вирулентность рассматривается как комплекс признаков, с помощью которых бактерии реализуют свой патогенный генотип в организме хозяина: Адгезия и колонизация - с помощью факторов адгезии и колонизации бактерии распознают рецепторы на мембранах клеток, прикрепляются к ним и колонизируют клетки. Адгезины, отвечающие за прикрпление возбудителя к клеткам макроорганизма, очень разнообразны. Адгезины многих Гр- бактерий связаны с пилями разных типов. Также адгезивную функцию Гр- бактерий выполняют капсула и капсулоподобная оболочка, белки наружной мембраны клеточной стенки. У Гр+ бактерий эта функция связана с тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами клеточной стенки, капсулой и капсулоподобной оболочкой. Колонизация представляет собой процесс размножения микробов в месте адгезии (расселение микроорганизмов в определенном биотопе хозяина). Эта стадия обеспечивает накопление микроорганизмов до такой критической концентрации, которая способна вызвать патологическое действие. Колонизация зависит от дозы микробов, наличия рецепторов клеток макроорганизма и тропности к тканям. Пенетрация – способность бактерий проникать внутрь эпителиальных клеток, лейкоцитов или лимфоцитов. Пенетрация начинается после попадания бактерий в межклеточное пространство, где они взаимодействуют с мембранными белками клетки, а затем оказываются внутри клетки. Способность бактерий размножаться внутри клеток связана с их устойчивостью к лизосомальным ферментам и защитным белкам, недостаточному содержанию кислорода. Внутриклеточно размножающиеся бактерии способны проникать в соседние клетки без выхода в окружающую среду. При этом клетки разрушаются, что сопровождается возникновением патологического процесса. Инвазия – проникновение патогенных микроорганизмов через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани. Эта способность связана с продукцией таких ферментов как гиалуронидаза и нейраминидаза. Гиалуронидаза специфически расщепляет гиалуроновую ксилоту, входящую в состав межклеточного вещества, тем самым повышая проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. С помощью нейраминидазы возбудители могут преодолевать не только слизистую оболочку, но и проникать внутрь клеток и распространяться в межклеточном пространстве. Агрессия – агрессины способны подавлять неспецифическую и иммунную защиту организма хозяина. К ним относятся вещества разной природы, входящие в состав поверхностных структур бактериальной клетки: капсулы (полисахариды, протеины), клеточной стенки (протеин А стафилококка, протеин М стрептококка, липополисахариды Гр- бактерий). Многие из них подавляют миграцию лейкоцитов, препятсвуя фагоцитозу. Защитные функции организма подавляются также ферментами, продуцируемыми возбудителем (протеазы, разрушающие антитела; коагулаза, свертывающая плазму крови; фибринолизин, превращающий плазминоген крови в фермент и растворяющий сгустки фибрина; лецитиназа С, действующая на лецитин, уреаза, разлагающая мочевину и т.д.). Перечисленные ферменты отличаются от белковых экзотоксинов по своей природе и механизму действия. Вопрос 10. Факторы персистенции. Их характеристика. Ответ: Персистенция – длительное пребывание микроорганизма в организме. 1 фактор- Капсула, оболочечный антиген. Механизм: Экранирование клеточной стенки бактерий. Механизмы экранирования структур бактерий (пептидогликан, поверхностные белки клеточной стенки и др.), опознаваемых иммунной системой хозяина, могут иметь как специфический, так и неспецифический характер. Из неспецифических «экранов», наиболее изучены капсулы и капсулоподобные образования. Создание бактериями капсульного материала полисахаридной и протеиновой природы представляет наиболее типичную тактику бактериального уклонения от фагоцитоза. Являясь по своей природе полимером N-ацетилнейраминовой кислоты, капсулы многих бактерий сходны не только в химическом, но и в биологическом отношении. Они покрывают основные компоненты клеточной стенки и препятствуют активации комплемента сыворотки. Капсулоподобные образования формируются за счет неспецифической сорбции поверхности бактериальной клетки сывороточных протеинов хозяина (иммуноглобулинов, фибриногена, 2-микроглобулина, гаптоглобулина, сывороточного альбумина, и др.). Такое иммуноглобулиновое покрытие может достигать толщины 100 нм. Оно помогает бактериям уйти от распознавания иммунной системой, придает устойчивость к фагоцитозу и прикрывает их поверхность от лиганд-рецепторных взаимодействий. 2 фактор - L-формы. Механизм: Утрата клеточной стенки. Патогенная бактерия может кратковременно имитировать стратегию паразитизма путем несбалансированного роста, когда полностью или частично утрачивается клеточная стенка (L-формы бактерий) и она становится менее узнаваемой для иммунной системы хозяина (за счет элиминации пептидогликана, содержащегося в клеточной стенке). Однако в этом случае бактерия вынуждено переходит на более низкий уровень биосинтеза органических веществ, что приводит к замедлению ее размножения. 3 фактор - Антигенная мимикрия. Механизм: Антигенное сходство с клетками макроорганизма. Под антигенной мимикрией понимается наличие сходных структур у хозяина и паразита, представленных молекулами разного генетического набора. 4 фактор - Секретируемые микробные факторы - антилизоцимная активность (АЛА) - антикомплементарная активность (АКА) - антииммуноглобулиновая активность (АИГА) - антиинтерфероновая активность (АИА). Механизм: Инактивация механизмов естественной (неспецифической) защиты хозяина. Продуцирование секретируемых факторов, инактивирующих защиту хозяина; продуцирование «суперантигенов». Например, образование трипсиноподобных ферментов, расщепляющих иммуноглобулины класса A (IgA). Продукция данных ферментов характерна для бактерий, инфицирующих слизистые оболочки бактерий. Протеазы данного типа некоторых микроорганизмов действуют неспецифично и расщепляют другие гуморальные защитные протеины хозяина — лизоцим, фибронектин, и даже компоненты тканей, включая фибробласты. Бактерии также продуцируют ферменты, деградирующие комплемент, лизоцим, бактерицидный компонент лейкоцитарного интерферона, гистоны, дефенсины и др. 5 фактор - Внутриклеточный паразитизм Вопрос 11. Ферменты агрессии и защиты. Их свойства. Ответ: Агрессины способны подавлять неспецифическую и иммунную защиту организма хозяина. К ним относятся вещества разной природы, входящие в состав поверхностных структур бактериальной клетки: капсулы (полисахариды, протеины), клеточной стенки (протеин А стафилококка, протеин М стрептококка, липополисахариды Гр- бактерий). Многие из них подавляют миграцию лейкоцитов, препятсвуя фагоцитозу. Защитные функции организма подавляются также ферментами, продуцируемыми возбудителем (протеазы — разрушают иммуноглобулины (антитела); плазмокоагулаза — свертывает плазму крови, в результате стафилококки одеваются в фиброзный чехол, что препятствует поглощению микроорганизмов лейкоцитами и защищает их от фагоцитоза; лецитиназа — разрушает лецитин, входящий в состав оболочек клеток (лейкоцитов, эритроцитов, миоцитов), способствует развитию лейкопении; ДНКаза — деполимеризует ДНК; дезоксирибонуклеаза — разрушает лейкоциты). Вопрос 12: Экзотоксины. Их характеристика. Ответ: Экзотоксины – вещества, вырабатываемые бактериями и выделяемые ими в окружающую среду в процессе жизнедеятельности; Представляют собой белки. Оказывают токсическое воздействие на организм человека (сильные антигены). Экзотоксины обладают более выраженной по сравнению с эндотоксинами ядовитостью. Белковые токсины, в зависимости от их связи со стромой бактериальной клетки, подразделяют на полностью секретируемые (класс А), частично секретируемые (класс В) и несекретируемые (класс С). Несекретируемые токсины освобождаются в процессе разрушения бактериальной клетки. Независимо от сложности строения токсины имеют 2 центра: один из них фиксирует молекулу токсина на соответствующем клеточном рецепторе, второй – токсический фрагмент – проникает внутрь клетки, где блокирует жизненно важные метаболические реакции. Специфичность токсического действия определяется избирательной фиксацией токсина на рецепторах клеток-«мишеней» определенных тканей организма. Благодаря различиям в механизме действия данных токсинов выделяют 4 типа: 1. Цитотоксины – блокируют синтез белка на субклеточном уровне (например, выводят из строя фермент трансферазу II, ответственную за наращивание полипептидной цепи на рибосоме). К данному типу принадлежат токсины с энтеропатогенной активностью и дермонекротоксины, поражающие соответствующие ткани и органы. 2. Мембранотоксины – повышают проницаемость поверхностной мембраны эритроцитов (гемолизины) и лейкоцитов (лейкоцидины), вызывая гемолиз первых и разрушение вторых. 3. Функциональные блокаторы – включают термолабильные и термостабильные энтеротоксины, активизирующие клеточную аденилатциклазу, что приводит к повышению проницаемости стенки тонкой кишки и увеличению выхода жидкости в ее просвет – диарее. К функциональным блокаторам принадлежат токсикоблокаторы и нейротоксины. Первые инактивируют аденилатциклазу, являясь антагонистами данного фермента, вторые блокируют передачу нервных импульсов в клетках спинного и головного мозга. 4. Эксфолиатины и эритрогенины влияют на процесс взаимодействия клеток между собой и с межклеточными веществами. Иммуногенные свойства белковых токсинов проявляются в способности вызывать иммунный ответ, в частности индуцировать синтез специфических антител – антитоксинов, нейтрализующих гомологичный токсин. Вопрос 13: Эндотоксины. Их характеристика. Ответ: Эндотоксины – бактериальные токсические вещества, которые высвобождаются только при лизисе (распаде) бактериальной клетки. К ним относятся Липополисахариды (ЛПС), которые содержатся в клеточной стенке Гр- бактерий. Токсические свойства эндотоксина определяются всей молекулой ЛПС, а не отдельными ее частями. Эндотоксины в отличие от экзотоксинов более устойчивы к повышенной температуре, менее ядовиты и малоспецифичны. К эндотоксинам можно отнести пептидогликан, тейхоевые и липотейхоевые кислоты, содержащиеся в клеточной стенке. Все эндотоксины, кроме пептидогликана, оказывают опосредованное действие через медиаторы воспаления и иммунитета: 1. вызывают общую интоксикацию. 2. действуют на макрофаги, развивая лихорадку. 3. активируют фагоцитоз в небольших концентрациях. 4. развитие эндотоксического шока при высокой концентрации. Пептидогликан оказывает прямое токсическое действие. Бактериальные эндотоксины состоят из полисахаридного и липидного фрагментов. Полисахаридный фрагмент содержит О-специфическую цепь (O-антиген), включающую повторяющуюся последовательность олигосахаридных единиц на основе гликозильных остатков (до 50), а также ядро (основными составляющими ядра являются остатки гептозы, а также группы 2-кето-3-деоксиоктоновой кислоты). Липид А и внутреннее ядро полисахаридной составляющей эндотоксинов частично фосфорилированы. Это приводит к тому, что в растворах с нейтральным или основным рН эндотоксины будут иметь выраженный отрицательный заряд. Вопрос 14. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета Ответ: Иммунитет – способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Все формы иммунного ответа можно разделить на два типа: первый составляют неспециализированные защитные механизмы, действующие против любого чужеродного фактора и обеспечивающие состояние «врожденного» или «приобретенного иммунитета». Эти механизмы действуют постоянно, обуславливая в случаях любого дестабилизирующего воздействия воспалительную реакцию, одинаковую при разных возбудителях. Второй тип иммунологических функций составляют механизмы, определяющие способность организма к специфическому ответу на конкретные чужеродные структуры (антигены). Эта способность формируется в каждом организме в ответ на воздействие конкретного антигенного вещества и называется «приобритенным» или «специфическим» иммунитетом. |