Вирулентность - индивидуальный, штаммовый признак: степень (количественная мера) реализации патогенности вида каждым конкретным штаммом по отношению к конкретному индивидууму - хозяину. Если штамм Vibrio cholerae выделен от больного А, погибшего от холеры, значит, он оказался по отношению к этому индивидууму высоковирулентным. Степень вирулентности конкретного штамма внутри популяции патогенного вида микроорганизмов можно оценивать по клиническому течению инфекционного процесса у человека, от которого выделен данный штамм; на модели in vivo путем воспроизведения экспериментальной инфекции на животных; на модели in vitro путем качественного и количественного изучения факторов вирулентности конкретного штамма (клинико-лабораторные исследования).

Факторами вирулентности обычно обозначаются те этапы взаимодействия микроба (а именно бактерии) с макроорганизмом, которые приводят к развитию патологического процесса, так как способностью осуществлять эти процессы и опосредуется вирулентность.

А. Адгезия – способность бактерии прикрепляться к клеткам макроорганизма.

Б. Колонизация – размножение бактерий на поверхности клеток макроорганизма после адгезии.

В. Пенетрация – проникновения бактерий внутрь клеток макроорганизма.

Г. Инвазия – проникновение бактерий через слизистые и соединительнотканные барьеры макроорганизма в подлежащие ткани.

Д. Агрессия – противостояние бактерий факторам неспецифической и иммунной защиты макроорганизма.

Аттенуированные штаммы - варианты патогенных микроорганизмов, полностью лишенные вирулентности или сохранившие остаточную вирулентность для одного из хозяев.

Ослабление вирулентности происходит при обработке бактериальной популяции гомологичной иммунной сывороткой. Однако в условиях организма механизм действия может быть связан не с изменением вирулентности бактерий, а с селекцией устойчивых маловирулентных клеток, предсуществующих в гетерогенной бактериальной популяции. При последующем культивировании восстановления вирулентности полученной бактериальной культуры может не произойти если все вирулентные особи были нейтрализованы гомологичной антисывороткой.Аналогичным образом происходит селекция авирулентных мутантов при воздействии на бактериальную популяцию соответствующих активных факторов. Так, например, авирулентный штамм БЦЖ был селекционирован при многократных пересевах в течение многих лет шрулентной культуры микобактерий туберкулеза на картофельно-глицериновой среде с бычьей желчью.

Методы ослабления вирулентности патогенных микроорганизмов имеют большое практическое значение для получения вакцинных штаммов, т.е. таких авирулентных микробных культур, из которых эолучают живые вакцины для специфической профилактики инфекционных заболеваний. Некоторые из стабильных аттенуированных штаммов. используют для изготовления живых вакцин, напр., туляремийной, сибиреязвенной, чумной, сыпнотифозной и др. А.ш. изолируют из природных популяций или получают в результате искусственного воздействия мутагенами.

89. Генетический контроль факторов вирулентности. Факторы адгезии, инвазии и пенетрации, примеры

вирулентность обусловлена разными факторами, которые проявляются в адгезии, колонизации, пенетрации, инвазии и подавлении неспецифической и иммунной защиты организма хозяина. Все упомянутые признаки находятся под контролем хромосомных и плазмидных генов. Так, образование пилей общего типа, участвующих в адгезии, контролируется хромосомными генами. В то же время адгезия, колонизация и некоторые антигены у эшерихии контролируются плазмидами CFA/I, CFA/II, CFA/III.

Образование биологически активных веществ, участвующих в пенетрации, также контролируется плазмидами (например, у шигелл Зонне и других бактерий), а ферментов гиалуронидазы и нейраминидазы, участвующих в инвазии, - хромосомными генами. Синтез антифагоцитарных и антикомплементарных веществ, например протеина А золотистого стафилококка, М-протеина пиогенного стрептококка, капсульного полисахарида пневмококка, контролируют главным образом хромосомные гены. В R-плазмидах бактерий содержатся транспозоны, контролирующие не только множественную устойчивость к разным антибиотикам, но и их токсичность. Трансмиссивность плазмид приводит к распространению упомянутых признаков среди бактериальных клеток собственной и соседних популяций. Генетический контроль токсинообразования осуществляется хромосомными генами или разнообразными плазмидами: F, R, Col и др., содержащими tox-транспозоны, а также конвертирующими бактериофагами.

Хромосомные tox-гены контролируют образование холерогена, эксфолиатина золотистого стафилококка, энтеротоксина Clostridium perfringens и др. В составе хромосомы лизогенных культур, несущих профаг, обнаружены tox-гены, контролирующие образование дифтерийного гистотоксина, скарлатинозного эритрогенного токсина, ботулинического нейротоксина.

В некоторых плазмидах, находящихся в автономном, независимом от хромосомы состоянии, содержатся toe-гены, ответственные за образование термолабильного энтеротоксина кишечной палочки и других токсинов. Многие tox-плазмиды контролируют образование не самих токсинов, а протоксинов, требующих для своей активации дополнительного компонента. Этим активирующим компонентом являются протеазы, образование которых находится под контролем хромосомных генов. Протеазы участвуют в активации многих протоксинов, например дифтерийного гистотоксина, ботулинического нейротоксина и др. Таким образом, осуществляется совместный контроль плазмидными и хромосомными генами за образованием функционально активных токсинов.

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. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. 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.
Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.
Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. 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.

Иммунопротекторы бактерий: определение, роль в вирулентности. Примеры. Незавершенный фагоцитоз.

 Иммунопротекторы бактерий - это вещества, оказывающие влияние на функцию иммунной системы, извлеченные из бактерий. Относятся к экзогенным иммуномодуляторам, оказывают активирующее действие на специфическую и неспецифическую резистентность организма, но являющиеся чужеродными для организма. Иммуностимулирующим действием обладают, комплексы извлеченные из БЦЖ(адъювант Фрейнда, адъювант —вещество или комплекс веществ, используемое для усиления иммунного ответа при введении одновременно с иммуногеном. В отличие от иммуномодуляторов, они применяются для усиления конкретного иммунного ответа (например, при вакцинации) и других бактерий - продигиозан (липополисахарид извлеченный из бактерия продигиозум, стимулирует факторы специфической и неспецифической резистентности, активирует систему Т-лимфоцитов и функцию коры надпочечников, стимулирует образование интерферона), сальмозан(липополисахарид О-соматического антигена сальмонелл, активирует макрофаги,повышает неспецифическую резистентность организма), ЛПС микобактерий

91. Факторы патогенности бактерий, повреждающие организм хозяина, примеры

Дикторами патогенности называют вещества и структуры микроба, которые обеспечивают ему:

1) проникновение, размножение и распространение в организме хозяина;

2) преодоление его защитных реакций;

3) нарушение гомеостаза (повреждение тканей, нарушение функций и т.п.).

К факторам патогенности 1 группы относят: адгезины (поверхностно расположенные, как правило, белковые структуры, обеспечивающие микробу распознавание и прикрепление к рецепторам чувствительных клеток хозяина); инвазины (поверхностные белки, способные индуцировать внутриклеточное поглощение микроба по типу фагоцитоза); фермента гиалуронидаза, коллагеназа, фибринолизин и др., повышающие проницаемость тканей.

Факторы 2 группы: капсула, поверхностные белки (А-протеин стафилококка, М-протеин стрептококка и др.), обеспечивающие защиту от фагоцитоза и бактерицидного действия сыворотки крови; протеазы иммуноглобулинов (разрушение защитных антител), сидерофоры (вещества, транспортирующие железо в микробную клетку) и др.

Факторы 3 группы: ферменты - уреаза (накопление аммиака), лецитиназа (разрушение клеточных мембран эритроцитов, лейкоцитов) и др.; токсины. Эндотоксины в основном являются липополисахаридами клеточной стенки грамотрицательных бактерий, термостабильны, малотоксичны, оказывают неспецифическое общее действие. Экзотоксины - это высокоядовитые термолабильные секретируемые белки, которые оказывают избирательное специфическое действие, вызывают выработку иммуноглобулинов (антитоксинов) и под воздействием формалина способны переходить в анатоксины (безвредные вещества, которые также вызывают продукцию антитоксинов). Для получения эндотоксина необходимо разрушить клетки микроба и выделить липополисахаридную фракцию. Экзотоксины получают из жидкой питательной среды после выращивания в ней соответствующего токсигенного микроба (возбудителя дифтерии, ботулизма или других).

Штаммы патогенного микроба могут существенно отличаться по вирулентности (от высоковирулентных до авирулентных). Вирулентность штамма может меняться со временем. Повышению вирулентности способствуют: последовательные заражения восприимчивых организмов, генетические рекомбинации у микробов. Ослабление вирулентности происходит в неблагоприятных для микроба условиях (культивиривание при повышенных температурах, в присутствии антимикробных веществ, мутагенов, в маловосприимчивом организме).

Примеры:

Адгезины

Vibrio cholerae - набор адгезинов, в том числе токсин-корегулируемыми фимбриями и вспомогательные факторы колонизации .

Энтеротоксигенные штаммы Escherichia coli имеют фимбрии (так называемые антигены фактора колонизации), которые позволяют им закрепиться в верхних отделах тонкой кишки. Адгезины энтеропатогенных и энтерогеморрагических штаммов Escherichia coli обеспечивают плотное прикрепление бактерий к эпителию, вызывая при этом характерное сглаживание микроворсинок.

Инвазины

Rickettsia prowazeckii, продуцируют фосфолипазы, разрушающие клеточную стенку вокруг «прилипшего» микроорганизма и он проникает непосредственно в цитоплазму.