Факторы вирулентности патогенных бактерий
-проникновение в ткани, закрепление, распространение вещества: адгезины
- капсула предохраняет м\о от поглощения фагоцитами (в жидкой фазе)
- фермент коагулаза (обеспечивает сворачивание фибрина)
механизм вокруг данного м\о формируется «капсула» из фибрина, которая защищает от фагоцитоза.
- некоторые стрептококки, пневмококки продуцируют гиалуронидазы – разрушают гиалуроновую кислоту, облегчают проникновение в ткани.
- коллагеназа (то же самое) – бактерий газовой гангрены
- стрептокиназа (=фибринолизин)
способствует растворению сгустков фибрина, разрушая слой фибрина, ограничивающий место заражения и распространяется по организму
фермент используется в медицине для лечения тромбофлембитов, при инфаркте миокарда.
- нейраминидаза – разрывает связь между сиаловой кислотой и другими моносахаридами, входящими в состав гликопротеидов, гликолипидов, полисахаридов
- некоторые микроорганизмы способны продуцировать ферменты, убивающие фагоциты (лейкоцидины)
- уреаза – гидролизует мочевину с образованием аммиака
Пиогенные кокки – вызывают нагноительные процессы.
- бактериальные токсины – вва, продуцируемые бактериями и оказ-е токсическое воздействие на клетки хозяина.
С проблемой вирулентности связано явление аттенуации – ослабление либо ликвидация вирулентных свойств м\о. Существуют аттенуированные вакцины.
Замечено, что если патогенный м\о, хозяином которого является животное, пропассировать через другое животное, нечувствительное к нему, то можно выделить ослабленный вариант данного микроба.
Характеристика бактериальных токсинов
Бактериальные токсины – вва, продуцируемые патогенными бактериями и оказ-е токсическое воздействие на клетки хозяина.
2 типа токсинов:
-экзотоксины (истинные) – в культ. жидкости (продуцируются Гр+, но не уверена, что только ими – клостридиум, стафилококк, стрептококк -Гр+)
- эндотоксины – в клетках, высвобождаются только после разрушения клеток.Гр-
Название им дано по тому, где обнаружено вещество.
Впервые экзотоксины были обнаружены в 1890 у патогенов человека – возбудителей дифтерии и столбняка ( выращивали в питательной среде, бесклеточный фильтрат среды вводили животным. Они погибали, при вскрытии обнаруживали характерные повреждения. Это белки.
Однако для многих патогенных бактерий образования экзотоксинов не обнаружено.
Многие токсины экспрессируются генами в плазмидах.
Дифтерийный, столбнячный, ботулинический токсины детерминир. генами профагов.
Экзотоксин является истинным токсином если:
- вызывает у лаб. животных те же самые симптомы, как при заражении микроорганизмами
- количество токсина должно соответствовать вирулентности
- при введении парентерального токсина, в крови должны обнаружиться антитела к этому токсину (т.е. экзотоксин должен являться антигеном) – как и прочие белковые вещества
- может быть обезврежен соответствующей обработкой без потери способности образовывать антитела = анатоксин
- как все белки чувствителен к нагреванию.
Примеры экзотоксинов:
-столбнячный
-ботулинический
-холерный
-дифтерийный
Столбнячный и ботулинический – нейротоксины
Ботулинический - Clostridium botulinum
Первый симптом: диплопия (двоение в глазах). Действует на периферические синапсы в мышцах, блокирует синтез ацетилхолина. (периферическая НС)
Ботулинический токсин – нейротоксин, прикрепляется к синапсам мотонейронов, выборочно расщепляет синаптобревин, что мешает выходу ацетилхолина (возникает «бессильный паралич»). Мышцы не сокращаются в ответ на сигнал. Симптомы возникают через 18-20 часов после заражения – двоение в глазах, трудности в глотании и говорении, слабость мышц, тошнота, рвота. Без лечения треть больных может умереть от остановки дыхания или сердца. Самый сильный токсин в природе
Столбнячный токсин (тетаноспазмин)
Это эндопептидаза, расщепляет синаптобревин (белок в мембране синаптического пузырька), что предотвращает высвобождение ингибиторных нейромедиаторов (ГАМК и глицина) в синапсах двигательных нервов спинного мозга (центральная НС). Это приводит к бесконтрольной стимуляции скелетных мышц. На ранних стадиях заражения - спазм скелетных мышц вокруг раны и напряженность челюстных мышц. Затем вообще невозможно открыть рот. Спазм мимических мышц приводит к «сардоническому выражению лица». Спазмы туловища могут быть очень сильными, так что спина может изогнуться в пояснице (см. рисунок). Смерть наступает от смазма диафрагмы и межреберных мышц (удушье)
Второй токсин – тетанолизин (гемолизин) – помогает разрушать ткань.
Clostridium tetani
альфа-токсин газовой гангрены (одного из возбудителей – Clostridium perfrigens) – лецитиназа. Разрушение лецитина(фосфатидилхолина) приводит к разрушению мембран.
Pastirella pestis продуц. токсин, подавляющий окислительно-восстановительные реации в митохондриях.
Токсин чумной палочки ингибирует респираторную активность митохондрий, что приводит к гибели клетки (Лысак, с 286)
Есть токсины – гемолизины. Их гены находятся в плазмидах (плазмиды вирулентности)
Экзотоксины сразу высвобождаются в среду, они не найдены в цитоплазме бактерий. Скорее всего, они синтезируются вблизи мембран, что позволяет им сразу выйти наружу.
Определенные концентрации ионов могут подавлять или стимулировать синтез токсинов.
Высокие концентрации железа ингибируют синтез дифт., столбн., альфа-токсина. Цинк необходим для синтеза альфа-токсина. Механизм еще неизвестен, возможно это элемент регуляции на уровне оперонов.
Некоторые токсины (ботулинический А и В) формируются из протеолитического расщепления большого нетоксичного белка.
(1+ General Microbiology), c 790
Эндотоксины – химические вва, которые образуются бактериями, но не выделяются во внешнюю среду, а появляются только при разрушении бактерий. Только у (Гр-)
-относительно термостабильны
-небелковой природы (липополисахарид)
Токсическое свойство – у липидного компонента. Консервативные свойства – одинаков у (Гр-)бактерий, которые обладают эндотоксином.
Токсическое состояние:
-подъем температуры
- нет специфического течения болезни
Токсический агент не является антигеном, то есть не обладает иммуногенными свойствами. Но если фракцию токсина выделить вместе с мембранным белком, то комплекс является токсином и антигеном.
Специфичность комплексов – из-за боковой цепи полисахарида.
Впервые обнаружены в Лондоне, Листеровском Инс., и в Нью-Йорке, Рокфеллеровский Инс.
Липопоилсахарид в ряде случаев оказывает полезный эффект:
-стимулир. развитие невосприимч. к инфекционным заболеваниям за счет взаимодействия с макрофагами, которые нач. продуцировть медиаторы (Лейкины), которые стимулируют кки иммунной системы.
1/1.000.000 грамма липополисахаридов при введении животному размером с лошадь вызывает явный пирогенный эффект (повыш. темпер.рамма липополисахаридов при введении животному размером с лошадь вызывает явный пирогенный эффект ()нии бактерий.
Для растений
механизмы резистентности менее сложные, чем у жив.
Растения не обладают макрофагами, фагоцитами, основные механ. защиты:
- механические (кожица, воск. кутикула)
- кислотность клет. сока
- антибактериальные вещества (эфирные масла, др.)
Кки соед. пектиновыми веществами – у нек. бакт. пектиназы (вызыв. мягкие гнили)
Экзотоксины вызывают реакции увядания. могут развиваться далеко от места проникновения бактерий.
Растения могут купировать первичный очаг инфекции за счет образования пробковых клеток.
Нек. бакт. выраб. ауксины, образуются корончатые галлы (Agrobacterium tumefaciens выраб. ИУК – индолоуксусная кислота).
ИУК - Rhizobium