66. Патогенность бактерий. Локализация генов патогенности (примеры).

Патогенность - генетически детерминированная способность микроорганизмов вызывать в организме хозяина патологический процесс.

Патогенность определяется комплексом признаков, контролируемых многими группами генов, т.е. представляет собой полидетерминантный признак. Патогенность обуславливается наличием в структуре микроорганизмов биологически активных веществ - белков, полисахаридов, липидов и их комплексов, а также их способностью образовывать токсины и некоторые ферменты.

Патогенность характеризуется специфичностью - способностью вызывать типичные для данного вида возбудителя изменения в тканях и органах.

Гены, отвечающие за патогенность, могут быть хромосомными или находиться в мобильных генетических элементах - плазмидах, транспозонах, профагах.

Так, например, при активации генов профага синтезируются протоксины клостридий, специфическая протеаза, необходимая для секреции дифтерийного токсина и др. Плазмиды также часто содержат информацию о факторах патогенности — плазмиды патогенности контролируют синтез ресничек, жгутиков и других факторов патогенности, а также синтез токсинов.

Гены, контролирующие синтез факторов патогенности, имеют индивидуальные механизмы регуляции и часто выпадение всего лишь одного гена может привести к полной утрате патогенности.

67. Основные процессы, определяющие взаимодействие паразита и хозяина (сближение, адгезия, колонизация, инвазия, пенетрация, иммунопротекция). Примеры.

Выделяют следующие стадии взаимодействия паразита и хозяина.

1) Сближение (хемотаксис)

Представляет собой процесс целенаправленного активного движения микроба в организме человека для сближения с мишенью. Например, холерный вибрион движется в кишечнике для сближения со слизистой оболочкой. Неподвижные микробы вырабатывают муциназы, которые разрушают муцин и микроб как бы «проваливается» в слой муцина.

2) Адгезия

В результате адгезии микробные клетки прилипают к поверхности эпителия. Адгезия начинается с неспецифического электростатического взаимодействия, однако затем процесс становится лиганд-рецепторным (специфичным). У бактерии имеются специальные молекулы -адгезины, а у клеток организма - рецепторы к ним.

Функцию адгезинов могут выполнять следующие компоненты бактерий:

Адгезины Гр(+)	Адгезины Гр(-)
1. Капсула и капсулоподобные оболочки	1. Капсула и капсулоподобные оболочки
2. Тейхоевые и липотейхоевые кислоты	2. Реснички, ресничкоподобные структуры
3. Белки КС (например, М-белок и F-белок у стрептококка)	3. Индуцибильные белки наружной мембраны КС.
4. Экзополисахарид	4. ЛПС
5. Реснички, жгутики (редко)	5. Жгутики

Одна и та же микробная клетка может иметь одновременно несколько различных адгезинов, что дает ей возможность прилипать к различным мишеням. Каждый вид или даже штамм бактерий имеет адгезины уникального строения, что обусловливает прилипание различных микробов к различным мишеням организма. Например, у псевдомонад - возбудителей сапа и псевдосапа адгезия осуществляется за счет: 1) пилей 2) белков наружной мембраны клеточной стенки 3) слизеобразной капсулоподобной оболочки

Мишенями для адгезии в человеческом организме могут служить

1. Эпителий кожи и слизистых.

2. Органические молекулы, покрывающие клетки (например секрет сальных желез). '

3. Органические молекулы в тканевой жидкости, сыворотке крови (например, фибронектин).

4. Эндопротезы в организме человека.

5. Другие микробы. Это могут быть представители нормальной микрофлоры или патогенные микроорганизмы того же вида В последнем случае в результате адгезии будут образовываться патогенные единицы, состоящие из нескольких микробов Такой процесс получил название когезии.

Роль адгезии:

1. Создает основу для дальнейших стадий взаимодействия микроба и хозяина. Без адгезии остальные этапы невозможны.

2. Адгезия играет роль в опосредованном развитии патологического процесса. Так адгезия микробов на поверхности тучных клеток приводит к высвобождению гистамина и других биологически активных веществ и, как следствие, к первым нарушениям клеток и тканей.

3) Колонизация

Колонизация представляет собой процесс размножения микробов в месте адгезии. Эта стадия необходима, поскольку поступающего количества микробов обычно недостаточно для осуществления патологического действия. Поэтому образуются колонии микробов, которые формируют вокруг себя защитные оболочки

4) Пенетрация

Пенетрация - проникновение микроба внутрь клетки. Стадии пенетрации:

1. Нарушение межклеточных контактов.

1. Проникновение внутрь клетки. После нарушения межклеточных контактов микробы попадают в межклеточное пространство. Здесь они взаимодействуют с мембранными белками клетки - интегринами. Связывание с этими белками приводит к изменению конформации микротрубочек и впячиванию мембраны в месте связывания. В результате, микроб оказывается внутри клетки. Движение микроба внутри клетки осуществляется при участии специальных белков, вокруг которых идет сборка тубулинов, в результате чего микроб протягивается в клетку.

2. Способность выживать в клетке, т.е. противостоять лизосомальным ферментам, противодействовать формированию пищеварительных вакуолей.

3. Способность размножаться в клетке, т.е. размножаться в недостатке кислорода, в присутствии защитных белков клетки. В то же время некоторые микробы способны интенсивно размножаться только внутри клетки (облигатные внутриклеточные паразиты - риккетсии, хламидии и др.).

4. Способность переходить между соседними клетками без выхода в окружающую среду.

Каждая стадия кодируется собственными генами.

Пути проникновения:

1. Незавершенный фагоцитоз.

2. Неспецифический эндоцитоз

1. отсутствует слияние лизосом с фагосомами

2. бактерии образуют защитную пленку

3. могут инактивировать ферменты

4. могут прилипать к рецепторам фагоцита

3. Рецепторно-опосредованный эндоцитоз

4. «Молния» - прохождение сквозь расходящиеся участки мембраны. Точный механизм не изучен.

5. Изменение функции цитоскелета. Бактерия выделяет белки, которые прикрепляются к клетке. Клетка интегрирует белок, в результате чего бактерия попадает в клетку

Способ проникновения	Тип клеток	Механизм	Примеры
Фагоцитоз	Професси ональные фагоциты	Активный захват клеткой	Микобактерии Легионеллы Нейссерия Хламидия Coxiella burneti
Неспецифический эндоцитоз	Различные клетки	Погружение в ходе эндоцитоза	Различные
Рецепторно-опосредованный эндоцитоз	То же	Образование окаймленных пузырьков	Различные
«Молния»	То же	Размыкание мембраны	Yersinia Listeria
Изменение функции цитоскелета	То же	Изменение функции актина, миозина, тубулина	Шигеллы Сальмонеллы Нейссерии