Атрибуты патогенности.

• Способность к адгезии (позволяет конкурировать с бактериями-комменсалами за колонизацию эпителиальных поверхностей). Обеспечивается адгезинами и клеточными рецепторами. Бактериальный адгезин – белковая структура, на поверхности клетки бактерии. Он взаимодействует с рецептором соматической клетки. В качестве адгезинов часто выступают обычные пили или фимбрии.

• Факторы инвазивности - гемолизины, гиалуро-нидаза, протеаза, ДНК-аза, лецитиназа.

• Антифагоцитарные свойства – капсула и др.

• Токсины.

Плазмиды и патогенность e. Coli.

Характерная особенность клеток энтеропатогенных штаммовE. coliв том, что они способны к колонизации на поверхности кишечника, покрытой эпителием и обычно свободной от бактерий. Колонизация обеспечивается адгезией. Клетки этих штаммов обладают антигенамиK, и способность к колонизации связана с наличием поверхностного К-антигена – белковых фимбрий.

Антиген адгезии у E. coliв разных серогруппах.

Адгезин	O-серогруппа	Источник
K88	08,045,0138,0141,0149,0157	Поросенок
K99	08, 09, 020, 0101	Теленок, овца
K99	064,0101,015,025,063,078	Порос., человек
CFAII	06, 08	Человек
F41	09, 0101	Теленок
987P	09, 020, 0141	Поросенок

Для бактерий энтеропатогенных и непатогенных штаммов характерно наличие фимбрий, вызывающих гемагглютинацию эритроцитов. Фимбрии I типа позволяют бактерии прикрепляться к эритроцитам, лейкоцитам, эпителиальным клеткам и др. Они вызывают гемагглютинацию, ингибируемую D-маннозой. Фимбрии другого типа есть только у энтеропатогенных штаммов. Они обеспечивают специфическую адгезию на клетках эпителия кишечника и специфичны для видов эритроцитов, подвергающихся гемагглютинации, которая не ингибируется D-маннозой.

То, что адгезия бактерий энтеропатогенных штаммов действительно контролируется плазмидой, было доказано в эксперименте. Было показано, что E. coli E2348/69 содержат плазмиду адгезии. После элиминации последней, бактерии теряли способность к адгезии. А при введении этой плазмиды обратно в клетки способность восстанавливалась.

Энтеротоксигенные штаммы рассматриваемых эшерихий способны продуцировать LT и St токсины. Lt – термолабильный, ST – термостабильный. Плазмиды Ent контролируют их синтез. Многие из этих плазмид – F-подобные. Токсин LT детерминируется плазмидой, распространенной среди E. coli, вызывающих диарею у людей. А ST – у человека и животных. Плазмиды, детерминирующие синтез обоих токсинов встречается у O-серогрупп: 06, 08, 015, 020, 025, 063, 078, 0115, 0128, 0148, 0159. Фенотип LT+ST часто коррелирует с наличием факторов колонизации.

Связь между токсигенностью и

наличием антигенов колонизации.

K-антиген	Энтеротоксин
	ST	LT	ST+LT
K87	+	+	+
K99	+	-	-
CFAI	+	+	+
CFAII	-	-	+
38FP	+	-	-
F41	+	-	-

Хотя корреляция токсигенной и гемолитической активности (детерминируемой плазмидой Hly) отмечалась многими исследованиями, большого значения гемолитическим свойствам не придавалось. В лаборатории Кудлай Д. Г. были получены данные, свидетельствующие о том, что введение фактора Hly увеличивает патогенность бактерий (это было доказано методом внутрибрюшинного введения белым мышам токсигенных E. coli до и после инфицирования бактерий плазмидой Hly). Многие клетки Hly+ в той или иной степени токсигенны, хотя однозначной зависимости нет. Передача непатогенным E. coli J62 Hly сообщала им способность вызывать дермонекрозы у кроликов. Патогенность бактерий Hly+ вероятно вызвана не самой способностью вырабатывать гемолизины, а тем, что эта плазмида также детерминирует синтез некоторых токсических веществ (гемотоксинов).

Весьма неприятны случаи комбинированных плазмид, контролирующих и R-признаки и токсигенность, т.к. штаммы, обладающие обусловленной ими токсигенностью, будут распространяться в условиях, когда часто использование антибиотиков в качестве кормовых добавок. Большинство штаммов E. coli, выделяемых при уроинфекциях, менингите, перитонитах и бактериемиях обладают вирулентными свойствами, контролируемыми такими плазмидами. В клетках E. coli, выделяемых при госпитальных инфекциях, обнаруживаются с большой частотой плазмиды Col. Col V обеспечивает повышение вирулентности, резистентность к бактерицидному действию крови. Плазмиды R могут повышать резистентность к сыворотке крови (R6-5). R100 отрицательно влияет на формирование комплемента.

Бесконтрольное использование антибиотиков может привести к селекции и распространению бактерий, обладающих не только резистентностью, но и вирулентностью.

Плазмиды и патогенность других бактерий

Бактерии родов Shigella и Salmonella – инвазивны. Факторы инвазивности детерминируются соответствующими плазмидами. Наличие R-плазмид в них сильно повышает их вирулентность. Переживание в инфицированных соматических клетках обеспечивается у шигелл синтезированием плазмидного гемолизина. В случае сальмонелл установлено, что плазмиды – обитатели наиболее патогенных штаммов. Считают, что плазмиды не нужны для инвазии соматической клетки, они необходимы для пролонгированного переживания сальмонелл в клетках.

Бактерии рода Yersinia – инвазивные. Их вирулентность определяется плазмидой pYV, которая имеет несколько вариантов.

Доказано, что продукция энтеротоксина S. aureus контролируется внехромосомным генетическим элементом. Показан плазмидный контроль их эксфолитивного токсина (кожный синдром у новорожденных). Устойчивость к антибиотикам обеспечивает эпидемичность распространения.

У стрептококков плазмиды контролируют:

• Конъюгативную активность.

• Резистентность к лекарственным веществам.

• Гемолизины

• Бактериоцины и чувствительность к ним.

• Утилизация углеводов (лактоза, сахароза)

• Синтез М-белка

Из рассмотренного видно, какую большую роль играют плазмиды в существовании бактерий и, следовательно, человека.

Актуальные задачи генетики микроорганизмов в на- стоящее время невозможно представить без систематического изучения роли и механизмов действия внехромосомных факторов наследственности. Исследование генетической природы, молекулярной структуры и регуляции функций плазмид представляет собой одну из фундаментальных проблем современной биологии.

Популярность внехромосомных факторов наследственности микроорганизмов в качестве экспериментальной модели для исследований в разных аспектах объясняется широтой распространения явлений, контролируемых ими и не укладывающихся в рамки хромосомных мутаций, относительной простотой методических приемов идентификации внехромосомных элементов, неограниченной возможностью манипуляций с целью генетического моделирования и четкостью результатов физико-химического анализа их структуры и физиологических функций.

Перспектива использования плазмид и эписом в связи с их исключительной биологической пластичностью оценивается молекулярными биологами трезво и объективно. Интенсивно ведется изучение в области генной инженерии. Исследователи отчетливо понимают сложность таких исследований, которые могут привести к непредсказуемым результатам. Природа может «отомстить» за слишком свободное вмешательство в ее секреты. Именно поэтому важно знать диапазон при- родных вариаций в формировании заведомо вредных для человека форм микроорганизмов, условия, способствующие стабилизации вновь создаваемых биологических систем или ограничивающие ее.

Объективное представление об истинном значении в этих процессах конъюгативных плазмид, эписом, умеренных фагов и полноценных вирусов бактерий можно получить только с учетом особенностей их экологии, для которой типично формирование стабильного микробиоценоза в нормальных условиях обитания организма.

Представляется оправданным более широкий фронт исследований, направленных на изучение взаимодействия плазмид с целью создания стабильных генетических систем, обеспечивающих более высокую конкурентоспособность (приживляемость в условиях живого организма) обладающих ими бактерий хозяев.

Вполне реально конструирование штаммов-продуцентов, несущих целенаправленные сочетания дерепрессированных плазмид со свойствами специфического ингибирования репликации и передачи факторов патогенности. По-видимому, в недалеком будущем на повестку дня станет создание комплексных бакпрепаратов, соответствующих задачам коррекции определенного типа микробиоценоза и дисбактериозов, сопряженных с периодическим доминированием условно патогенных и патогенных микроорганизмов.

Такие задачи естественно возникают при анализе замкнутых экосистем, а также при разработке теорети- ческих проблем эволюции микроорганизмов.

Список использовавшейся литературы:

1. Д. Г. Кудлай «Внехромосомные факторы наследственности и их значение в инфекционной патологии» Москва, «Медицина», 1977 г.

2. Д. Г. Кудлай, В. Ф. Чубуков, М. Г. Оганесян «Генетика лекарственной устойчивости бактерий» Москва, «Медицина», 1972 г.

3. З. А. Шабарова, А. А. Богданов, А. С. Золотухин «Химические основы генетической инженерии» Москва, издательство МГУ, 1994 г.

4. «Лекарственные средства» Москва, «Русская книга»,1993 г.

5. Пехов А. П. «Основы плазмидологии» Москва, издательство Российского Университета Дружбы Народов, 1996 г.

6. «Микробиология» 1992 №4 Лукин С. А., Прозоров А. А. «Конъюгационный перенос плазмидной ДНК между бактериями в почве».

7. Канапина А. Ш. «Изучение природы плазмид B. subtilis» Москва, РАН Институт Общей Генетики имени Н. И. Вавилова, 1995 г.

8. «Молекулярная генетика, микробиология, вирусология» 1994 №5 Петровская В. Г., Бондаренко В. Н. «Роль хромосомы и ее взаимодействие с внехромосомными детерминантами в процессе генетического контроля патогенности бактерий».