Патогенность и вирулентность бактерий. Факторы патогенности. Токсины бактерий, их свойства

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные  токсины делятся на экзотоксины  и эндотоксины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Токсины бактерий и  их свойства

 

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 индуцируют образование  в организме антитоксинов.

По молекулярной организации  экзотоксины делятся на две группы:

• экзотоксины, состоящие  из двух фрагментов;

• экзотоксины, составляющие единую полипептидную цепь.

По степени связи с  бактериальной клетки экзотоксины  делятся условно на три класса.

• Класс А - токсины, секретируемые  во внешнюю среду;

• Класс В - токсины частично секретируемые и частично связанные  с микробной клеткой;

• Класс С - токсины, связанные  и с микробной клеткой и  попадающие в окружающую среду при  разрушении клетки.

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, диссеминированной 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 и умеренными фагами.

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 индуцируют 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, диссеминированной 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 и умеренными фагами.

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 .

Подлинная роль биологических  токсинов в живой природе на сегодняшний  день известна не до конца. Сложность  и многофункциональность молекул  токсинов свидетельствуют об их длительном эволюционном пути. Токсичность, это  частное проявление первичной функции  сигнальных молекул отдельных бактерий. В настоящее время выделяют 5 типов  токсинов.

Одинаково направленное действие отбора привело к конвергентным  гомологиям отдельных структур токсических  молекул, а также выполняющих  сходную функцию структур белков эукариотов и вирусов. Максимальная токсичность достигнута ботулиническим токсином за счет предельного увеличения размера и сложности молекулы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Несмотря на свою изученность, бактериальные возбудители острых инфекций остаются объектами внимания ученых и практиков во всем мире. Ежегодно в структуре бактериальных  заболеваний в Российской Федерации  до 80% случаев не выявляется этиологический агент. Об актуальности усовершенствования диагностики ОКИ свидетельствуют  многочисленные публикации в отечественной  и западной литературе.

Современное состояние лабораторной диагностики ОКИ не отвечает требованиям  практического здравоохранения. Актуальной задачей становится внедрение новых  диагностических методов, которые  позволят увеличить выявляемость возбудителя  в более ранние сроки и с  меньшими финансовыми затратами.

Молекулярно-биологические  методы уже вышли на тот этап научно-практической разработки, когда их можно с уверенностью предложить для внедрения в клиническую  и эпидемиологическую практику.

В процессе работы можно еще  раз сделать заключение, что бактерии являются мощными раздражителями иммунной системы, поэтому они могут использовать только первую стратегию паразитизма  и в иммунокомпетентном хозяине  лишь кратковременно имитировать вторую стратегию (L-формы). Бактерии обладают избыточными и альтернативными  механизмами адгезии и колонизации, что позволяет им проявлять большую  гибкость в выборе новых хозяев. Адгезия бактерий не является простым  механическим взаимодействием их лиганд-структур с рецепторами на поверхности  клеток-мишеней хозяина, имеющими другое предназначение.

Взаимодействие патогена с клеткой хозяина приводит к  активации сигнальных систем клеток-мишеней  непосредственно каким-то бактериальным  компонентом, либо через стимуляцию активационных факторов хозяина. Для  противодействия иммунной системе  бактерии используют как механизмы  уклонения (экранирование клеточной  стенки бактерий,  антигенная мимикрия, образование L-форм бактерий и др.), так  и разрушения (продуцирование секретируемых  факторов , инактивирующих защиту хозяина; продуцирование «суперантигенов» и  др.).

Гены, кодирующие факторы  патогенности бактерий и системы  их секреции, вопреки распространенному  еще недавно мнению об их преимущественно  плазмидной локализации, в большинстве  своем кластированны на участках хромосомной ДНК, называемых «островами патогенности». Эти участки активно  участвуют в генетическом обмене между бактериями по пока еще неизвестному механизму. Патогенность «новых» для человека бактерий может объясняться тем, что они уже были преадаптированы к такой встрече в занимаемых ими ранее экологических нишах.

Цель данной работы достигнута – рассмотрены  патогенности и  вирулентности бактерий, факторы  патогенности, токсины бактерий и  их свойств,  также   их влияния  на органический мир природы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология. М.: Медицина, 2003.- С.154.

2. Д.С. Юров, В.И. Пушкарева, С.А. Ермолаева. Идентификация белков, влияющих на вирулентность.- Мол. Генет.Микробиол. Вирусол. 2008. №1: 8-14

3. Мамбетова Э.Ф. Сравнительная характеристика некоторых биологических свойств монокультур и сокультивируемых вариаций бактерий рода Serratia и Staphylococcus aureus: автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Челябинск, 2007. – С.21.

4. Поздеев, О.К., Федоров, Р.В. Энтеробактерии: руководство для врачей. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - С. 322-349.

5. Простейшие Blastocystis hominis и их воздействие на макроорганизм / Н.И. Потатуркина-Нестерова, Н.В. Бугеро, Н.А. Ильиа и др. - СПб.: Наука, 2009. - С. 25-30.

Подколзина В. А., Седов  А. А. Медицинская микробиология. Конспект лекци