Генетические основы патогенности бактерий.

Главными факторами патогенности бактерий являются адгезины, капсула, токсины, ферменты агрессии и инвазии. Часть из них кодируется непосредственно генами нуклеоида (например, капсула и ферменты у некоторых видов). Другая часть кодируется внехромосомными факторами наследственности – плазмидами и эписомами. Плазмидные гены обычно определяют взаимодействие возбудителей с эпителием, а хромосомные – существование и размножение бактерий внеклеточно в органах и тканях.

Генетической основой для синтеза факторов вирулентности являются так называемые генетические «острова» или «островки» патогенности, а также гены особой системы клеточной секреции. «Острова патогенности» – нестабильные участки ДНК, обнаруживаемые только у патогенных бактерий. Они часто являются местом интеграции бактериофагов и подвижных элементов генома. Известны острова, несущие гены адгезинов, различного типа токсинов, генов лекарственной устойчивости и т. д. Система секреции, в свою очередь, определяет одноэтапный транспорт эффекторных молекул из цитоплазмы к поверхности бактериальной клетки к месту их контакта с чувствительными клетками макроорганизма. Эти молекулы изменяют белки поражаемых клеток. Основные свойства островков патогенности: 1. Находятся в плазмидах. 2. Входят в состав транспозонов. 3. Являются мобильными структурами. 4. Формируют свойства патогенности у родственных непатогенных видов.

36. Патогенность и вирулентность бактерий: факторы и механизмы, способствующие адгезии, колонизации, инвазии, персистенции. Антифагоцитарные факторы бактерий.

Патогенность — потенциальная способность того или иного вида бактерий вызывать болезнь. Вирулентность – это степень болезнетворности индивидуальных штаммов патогенного вида т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулент­ность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности.

Адгезия и колонизация	Адгезины, располагаются на поверхности бактериальной клетки. У грам-отрицательных – ПИЛИ 1 типа. У грам-положительных – ТЕЙХОЕВЫЕ КИСЛОТЫ и БЕЛКИ. 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.).
Инвазия	Гиалуронидаза – разрушает гиалуроновую кислоту – межклеточное вещество С.Т.; Коллагеназа – разрушает коллаген мышц; Нейраминидаза – разрушает нейроаминовую кислоту – межклеточное вещество слизистой кишечник; Фибринолизин – переводит плазминоген в плазме, который разрушает фибрин и препятствует свёртыванию крови;
Токсиноообразование	Действие токсинов: местное и системное; специфическое и неспецифическое; Токсины: экзо- и эндо-;
Персистенция	Внутрисосудистая инвазия (бактериемия) Внутримакрофагальная инфекция

Антифагоцитарные факторы:

1. Подавление стадии поглощения. Некоторые бактерии продуцируют биологически активные вещества, способные препятствовать их поглощению фагоцитами. Как правило, это компоненты бактериальной клетки. Классическими примерами антифагоцитарных факторов являются:

• полисахаридные капсулы Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae и Treponema pallidum;

• М-белок и пили стрептококков группы А;

• поверхностный полисахарид Pseudomonas aeruginosa;

• О-антиген, ассоциированный с ЛПС энтеробактерий;

• К-антиген (кислый полисахарид) Е. coli или Vi-антиген Salmonella typhi;

• белок A Staphylococcus aureus, который связывается с Fc-доменом IgG и блокирует цитофильный домен антител. Таким образом, способность IgG реагировать как опсонин подавляется и опсонинопосредованное переваривание блокируется.

2. Выживание внутри фагоцита. Из внутриклеточных патогенов, к которым относится Mycobacterium tuberculosis, представители родов Salmonella, Shigella, Rickettsia, Chlamydia, только некоторые, в том числе Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Salmonella typhi способны выживать внутри макрофага или нейтрофила с вероятностью развития генерализованного инфекционного процесса (системной инфекции). Следует отметить, что внутри фагоцитов бактерии защищены от активности гуморальных факторов защиты макроорганизма, в том числе комплемента, интерферонов и антител.

3. Выход из фагосом. Выход из фагосомальной вакуоли является решающим фактором для дальнейшего роста и размножения некоторых бактерий. Например, риккетсии входят в клетку в составе фагосом и уже через 30 с обнаруживаются в цитоплазме клетки. Это обеспечивается благодаря лизису фагосом ферментом фосфолипазой А. Шигеллы также лизируют фагосомы и индуцируют полимеризацию актина, что важно для внутриклеточного передвижения и межклеточного распространения возбудителя.

4. Вещества, убивающие или разрушающие макрофаги. Одной из ясных стратегий бактерий, такой, как защита против фагоцитоза, является прямая атака на профессиональные макрофаги. Вещества, способные вызывать гибель макрофагов, называют агрессинами. Большинство из них является ферментами или токсинами.

5. Разрушение макрофагов до поглощения. Многие грамположительные бактерии, особенно кокки, продуцируют внеклеточные вещества, которые убивают макрофаги. Некоторые из этих ферментов известны как гемолизины, названные так из-за их способности лизировать эритроциты. Например, патогенные стрептококки продуцируют гемолизин О, который связывается с холестерином на мембранах. Этот белок лизирует лизосомы, в результате чего их содержимое попадает в цитоплазму нейтрофила, что ведет к его гибели. Сходным механизмом обладает лейкоцидин стафилококков. Кроме гемолизинов, гибель макрофагов может наступить в результате действия экзотоксина А, продуцируемого синегнойной палочкой. Такие вещества, как отечный фактор возбудителя сибирской язвы и аденилатциклаза возбудителя коклюша резко снижают активность макрофагов.

6. Уничтожение фагоцитов после поглощения. Некоторые бактерии обладают токсическим действием на фагоциты после их поглощения. Они размножаются в фагосомах и выделяют вещества, которые проходят через мембрану фагосом и лизируют лизосомы.

7. Природная видовая устойчивость макроорганизма. Некоторые виды животных имеют природную (генетическую) резистентность к определенным патогенным бактериям. Некоторые патогены инфицируют только человека, например, возбудители сифилиса, гонореи, краснухи, полиомиелита. В настоящее время имеется информация, позволяющая объяснить абсолютные видовые различия чувствительности к отдельным патогенам.