7.3. Патогенді микробтардың қасиеттері

Патогенді микробтар – ұзақ мерзімді қатал эволюциялық даму барысында сапрофиттерден пайда болған паразиттер. Бұл кезде олар ферменттік жүйелерінің бірқатарын жоғалтқан. Өйткені көптеген заттарды дайын түрінде оларға макроорганизм береді. Олар әртүрлі органдарда, тіндерде және жасушаларда гетеротрофты паразиттік қоректену типіне бейімделген. Жасушаішілік паразиттік тіршілік ету қабілеттілігіне қарай осындай микробтарды үш топқа бөлуге болады: жасушаішілік облигатты(нағыз) паразиттер, жасушаішілік факультативті (салыстырмалы) паразиттер және жасушадантыстық облигатты паразиттер.

Облигатты жасушаішілік паразиттер өзінің қоректік қажеттілігін тек қана жасушаішілік тіршілік ету жағдайында қанағаттандырады. Әрине, жасушаішілік ортаның жасушадан тыс ортадан көптеген физикалық-химиялық қасиеттері бойынша айырмашылығы бар екенін, бұл орта жасушадан тыс жағдайда тіптен болмайтын органикалық заттарға, АТФ-ға бай екенін атап айтқан жөн. Мұндай ортада тіршілік етуге қажетті дайын заттар көп, ақуыз синтездеуші жүйе бар. Жасуша микробтардың метаболизмдік, энергетикалық, генетикалық және ақуызсинтездеушілік қажеттілігін қамтамасыз етумен қатар, оларды жасуша мембранасы арқылы өтпейтін, антиденелердің, фагоциттердің, бактериофагтардың және антибиотиктердің әсерінен қорғайды. Жасуша -ішілік паразиттер жасуша ішінде сақталуға және өсіп-өнуге жақсы бейімделген. Жасушаішілік инфекция дамуында нысана-жасуша макрофагтар болып табылады, мұндай рөлді жасушалар атқаруы мүмкін. Бұл макрофагтардың микробтарды белсенді түрде жұтып-сіңіру қабілеттілігімен байланысты, ал микробтар өз кезегінде аяқталған фагоцитоздан қорғайтын механизмге ие болған. Облигатты жасушаішілік паразиттерге вирустар, риккетсиялар, хламидиялар, алапес, безгек, токсаплазмоз қоздырғыштары жатады. Аталған микроорганизмдердің өсіп-өнуі жасушаның цитоплазмасында да және ядросында да атқарылуы мүмкін. Жасанды қоректік орталарда олар өсіп-өнбейді.

Факультативті жасушаішілік паразиттер жасуша ішінде де және жасушадан тыс жағдайда да тіршілік ете алады. Ие организмінде жасушаішілік өсіп-өну олар үшін басымырақ болады, әйтсе де олар жасушадан тыс жағдайда да өсіп-өніп көбейе алады. Өйткені организм жағдайындағы жасушаішілік орта инфекциялық процесс дамуында негізгі орын болып табылады. Жасушаішілік паразиттік осындай қабілеттілік инфекциялық процестің созылмалы түрге айналуында маңызы бар, өйткені макроорганизмде микробтардың тірі қалуын және сақталуын жеңілдетеді. Мұндай микробтар жасанды қоректік орталарда өсіп-өне алады. Оларға туберкулез, туляремия, соз, менингококты инфекция қоздырғыштыры, салмонеллалар, шигеллалар және басқа микробтар жатады. Облигатты жасушадан тыс паразиттер – жасуша ішіне кірмейтін, бірақ жасушалар бетіне жабысып, жасушааралық қуыстармен, таралатын микробтар. Мысалы, мұндай микробтарға тырысқақ қоздырғышы, лептоспиралар, микоплазмалар т.б. микробтар жатады. Жасушадан тыстық паразиттердің агрессиялық және инвазиялық (нейраминидаза, гиалуронидаза т.б.) экзоферменттер өндіру қабілеттілігі болады.

Микробтардың жасушаішілік және жасушадан тыс тіршілік етуге осындай бйімделуі қатал эволюциялық даму барысында макроорганизмнің иммундық жүйесінің дуалистік қалыптасуына және оның жұмысына әсер етеді. Ол макроорганизмді бірінші кезекте жасушаішілік паразиттерден қорғайтын Т – жүйеден және жасушадан тыс орналасқан микробтар мен олардың токсиндерін бейтараптайтын антиденелер өндіруге жауапты В – жүйеден тұрады.

Патогенді микробтардың бірқатар қасиеттері соның ішінде ең алдымен патогенділігі болуы керек.

Патогенділік (син.: аурутуғызушылық) – ол микробтардың инфекциялық процесс қоздырушы потенциалдық қабілеттілігі, яғни осы микроб үшін табиғи жұғу жағдайында тиісті ие организміне ену, онда өсіп-өніп көбею, гомеостаздың әртүрлі бұзылыстарын туғызу және макроорганизм жағынан жауап ретінде қарсы реакциялар қоздыру қабілеттілігі. Патогендлікті ие макроорганизміне микробтың бейімделу функциясы деп қарастыру ұсынылған, оның негізінде жаңа жағдайда адекватты тіршілік етуі үшін микроб метаболизмінің қайтадан икемделуі жатыр. Тәжірибелік жағдайда жоғарғы вирулентті микробтардың тиісті дозасын пайдаланғанда кез келген микроб кез келген тәсілмен жұқтырғанда инфекциялық процесс қоздыра алады. Сондықтан патогенділік деген ұғым ие түрін және жұғу жолдарын қамтуы керек. Бұл тұқымқуалайтын түрлік, генетикалық детерминантталған белгі. Ол микробтың тек қана потенциалды инфекциялық процесс қодыру қабілеттілігін көрсетеді. Генотиптің фенотиптік іске асуы тиісті жағдайларда ғана жүреді. Мұндай жағдайлар кейбір микробтарға көбірек, ал басқаларына аз ғана қажет болуы мүмкін. Қабылдамаушы макроорганизмде микроб патогенділігі іске аспай қалады, өйткені ол үшін жағдай жоқ, адгезиялану және колонизациялану болмайды, микроб өзінің тіршілік ету қабілеттілігін жоғалтады және өледі. Қабылдаушы организмде олардың көбеюі белсенді түрде жүреді.

Мысал ретінде T.pallidum немесе S.typhi-ді келтіруге болады, олар табиғи жағдайда адамдарда ғана ауру қоздырады. Микробтың ие жасушасына қоректік тәуелділігі жоғары болған сайын оның паразиттік қасиеті және де патогенділігі жоғарылай береді. Микробтардың патогенділігі кез келген басқа табиғатты патогенділік факторлардан өзінің биологиялық мәнісі бойынша ерекшеленеді.

Патогенді микробтарға нозологиялық спецификалық (грек: nosos – ауру, logos - ілім) және органотроптылық тән. Нозологиялық тәнділік – ол қабылдаушы организмнің қайсысына түскеніне қарамастан патогенді микробтардың әрбір түрі тек қана соған сәйкес инфекциялық процесс және де патологиялық реакциялардың кешенді симптомдарын қоздыру қабілеттілігі. Сонымен, S.typhi тек қана – іш сүзегін, ал N. meningitidis – менингококты инфекция қоздырады. Қоздырғыштардың осындай спецификалығы өздігінше нозологиялық түр ретінде жекеленген жұқпалы ауруларға клиникалық диагноз қоюға мүмкіндік береді. Шартты-патогенді бактерияларда осындай нозологиялық тәнділік болмайды. Орган-троптылық – ол биохимиялық қасиеттері бойынша микробтардың тіршілігі үшін ең қолайлы жасушаларда, тіндерде, және ағзаларда қоныстану және оны зақымдау қабілеттігі. Мысалы, ауалы-тамшылы инфекциялардың қоздырғыштары тыныс алу жолдарын, ал ішек инфекцияларының қоздырғыштары – асқазан-ішек жолдарын зақымдайды.

Спецификалық және орган-троптылықтың негізінде лиганд жатыр – ол макроорганизмнің эукариоттық жасушалары мен микробтардың рецепторлық өзара әсерлесуі. Спецификалық және орган-троптылық көптеген микробтардың ие бейімділігін түсіндіреді. Бұл заңдылықтан өзгешеліктер де болады. Мысалы, зоонозды инфекциялардың қоздырғыштары (сарып, оба, күйдіргі, туляремия т.б.) үшін полигоспитальдылық (иелері көп) және панитропизм (көптеген органдар мен тіндерде орналасқан макрофагтарда жасуша ішілік тіршілік ету қабілеттілігі) тән. Бұл микробтар үшін спецификалық иесі болып табылмайтын адамдарың организміндегі инфекциялық процесс аса маңызды бейімділік рөл атқармайды. Егер микробтар олар бейімделмеген ортаға түссе, онда инфекциялық процесс дамымайды, дами қалған жағдайдың өзінде процесс атипті түрде өтеді.

Микробтардың паразиттік қасиетінің айқындылығы азайған сайын олардың спецификалығы мен орган-троптылығы да азаяды, мұндай қасиет шартты-патогенді микробтарға тән. Микробтың органспецификалық бейімділігі күшейген және метаболиттік ерекшелігі айқын болған сайын оның патогенділігі артады және оларсыз тіршілік ете алмайтын биологиялық иелерінің диапазоны тарыла бастайды. Осындай күрделі метаболиттік қажеттілігі бар микроб ретінде мерез қоздырғышын мысалға келтіруге болады.

Патогенді микробтар макроорганизмге сынақшы немесе инфицирлеуші дозада (син. патогендік доза) енуі керек. Микробтар макроорганизмге инфицирлеуші дозадан аз мөлшерде түссе инфекциялық процесс дамымайды. Инфицирлеуші доза микробтардың тіндерге тұрақты адгезиялануы, колонизациялануы және инвазиялануы үшін қажет. Егер инфицирлеуші доза аз болса микроб макроорганизмге түскен кезде бейспецификалық қорғаныс факторлардың (асқазанның қышқылдылығы, ферменттер т.б.) әсерінен қырылады, себебі адгезиялану және колонизациялану тежеледі. Инфицирлеуші доза салыстырмалы шама болып табылады. Микробтардың әрбір түріне тән инфицирлеуші дозасы болады. Мұндай доза жұқпалы ауру ағымының ерекшелігі мен байқалуына (жасырын кезеңнің ұзақтылығы, ауру барысы т.б.) ғана емес, сонымен қатар инфекция қоздырғыштарының ең тиімді және мүмкін болатын берілу факторларына әсер етеді. Инфицирлеуші доза көрініс беруі үшін макроорганизмге түскен микробтар санымен қатар, олардың жасуша қабығының бетіндегі (беткейлік бірлігінің) тығыздығы және эукариоттық жасушаларда тиісті рецепторлар болуының маңызы күшті. Бір қатар жұқпалы аурулар пайда болуы үшін жұқпалы дозаның аз болатыны осымен түсіндіріледі. Инфекциялық процестің дамуы мен байқалуында инфицирлеуші дозадан басқа микробтардың репродукциялану жылдамдығы да маңызды рөл атқарады, ол макроорганизмге түскен микроб популяциясының көбею мүмкіндігін анықтайды.

Мысалы, барлық бактериялар арасында ең патогенді деп есептелетін оба қоздырғышының (Y.pestis) өсу және көбею жылдамдығы өте жоғары. Бұл індеттің жасырын кезеңі өте қысқа (бірнеше сағаттан 9 күнге дейін) және кесел өте ауыр түрде өтіп, аса жоғарғы деңгейде өлім-жітім туғызады. Ал туберкулез және алапес қоздырғыштары өте баяу өсіп-өнеді. Олар қоздыратын аурулардың жасырын кезеңі ұзақ және кесел көбінесе созылмалы түрде дамиды. Осы бактериялардың L – пішінді түрлерінің метаболиттік белсенділігі және көбею жылдамдығы төмен. Олар жұқпалы аурулардың типтік түрде дамуын қоздыра алатын мөлшерде жинала алмайды. Көбею жылдамдығының және популяция тығыздылығының жоғары болуы мутацияның артуына және макроорганизмге ең бейімделген мутанттардың іріктелуіне ықпалын тигізеді.

Патогенді микробтар тыбиғи жағдайда макроорганизмге тиісті инфекцияның кіру есігі арқылы енуі қажет. Мысалы, N. gonorrhoeae макроорганизмге несепағардың, жатыр мойны арнасының, тік ішектің дистальді бөлімінің және көз конъюнтивасының шырышты қабатындағы бір қабатты цилиндрлік эпителиясы арқылы енеді. Ішек инфекцияларының қоздырғыштары макроорганизмге ішек жолының шырышты қабықтары, ал ауалы-тамшылы инфекциялардың қоздырғыштары – тыныс алу жолдарының шырышты қабықтары арқылы енеді. Сонымен қатар макроорганизмге әр түрлі кіру есіктері арқылы енетін патогенді микробтар бар, мысалы, пантропизмдік қабілеттілігі бар зооноздардың қоздырғыштары. Микробтар дозасы, олардың берілу жолдары, инфекцияның кіру есігі және жұқпалы аурулардың клиникалық көріністерінің неше түрлі болуының арасындағы байланыс дер кезінде диагноз қоюды қиындататындығы анықталған. Жұғу механизмі және оған тиісті берілу жолдары микробтардың макроорганизмде орналасуына әсер етеді.

Берілу механизміне және инфекция таралуына әсер ететін микробтардың организмнен бөлініп шығу жолдары мен тәсілдерінің де макроорганизмге микробтардың ену жолдары сияқты спецификалығы болады. Мысалы, ауалы-тамшылы инфекцияларда – тыныс алу ауасымен, ішек инфекцияларында – нәжіспен микробтар сыртқа шығады. Генерализацияланған инфекциялар кезінде мұндай заңдылық болмайды, өйткені қоздырғыш қанмен әр түрлі ағзалар мен тіндерге түседі. Сондықтан микроб барлық мүмкіндік жолдармен (нәжіспен, несеппен, өтпен, қақырықпен т.б.) шыға алады, және де қансорғыш буынаяқтық жәндіктер арқылы берілуі мүмкін. Бұл кезде жоғарыда айтылғандай, микробтың қабылдаушы бар адамнан басқаларға берілуінде экскреттегі микроб санының маңызы үлкен.

Паразиттер популяциясы гетерогенді. Бір түрге жататын микробтардың генотиптік және фенотиптік гетерогенділігі болады. Гетерогенділік – ол барлық тірі организмдерге тән әмбебап (универсалды) қасиет.

Патогенділік факторлары генотиптік түрлік белгі бола тұрғанмен фенотиптік өзгергіштікке ұшырауына байланысты патогенділік дәрежесін белгілеу үшін «вируленттілік»(лат.: virulentis - улы) деген түсінік енгізілген. Патогенділік – ол осы микроб түрінің инфекциялық процесс қоздырушы потенциалды қабілеттілігі, ал вируленттілік – инфекциялық процесс дамуын қоздыра алатын тек қана осы микроб штамына тән өзгермелі индивидуалдық қасиет. Ол патогенділіктің өлшемі, оның сапалық сипаттамасы немесе генотиптің фенотиптік көрінісі.

Осындай белгісіне қарай микробтың нақты түрінің барлық штамдарын бірнеше топқа бөлуге болады: жоғарғы-, шамалы-, әлсіз вируленттілер және вирулентсіздер (авируленттілер). Шамалы вирулентті және әлсіз вируленттілерге қарағанда жоғары вирулентті штамдар әдетте өте ауыр түрде өтетін кесел қоздырады. Осыған қарамастан авирулентті штамдар конвенциялық және аса қатерлі инфекциялар қоздырғыштарының арасында да кездеседі.

Вирусологияда «вируленттілік» терминінің орнына «инфекциондық» немесе «инфекциялаушы» атауы қолданылады. Зертханалық жағдайда микробтардың вируленттілігін және олардың токсиндерінің күшін летальдық (LD) және инфицирлеуші (ID) дозалары бойынша анықтайды. Мұндай өлшем шамаларын шартты қабылданған бірліктермен белгілейді. Летальдық (өлім туғызушылық) доза – ол тәжірибеге алынған жануарлардың нақты санын (%) тиісті мезгілде өлім туғызатын тірі қоздырғыштың немесе токсиннің ең аз мөлшері. Инфицирлеуші доза - ол тәжірибеге алынған жануарлардың тиісті санында (%) жұқпалы ауру қоздыра алатын тірі микробтардың ең аз мөлшері.

Өлшем шамаларының басқа да түрлерін ажыратады:

Dcl (dosis certa letalis) – ол тиісті мерзім уақытында тәжірибеге алынған жануарлардың 100% өлімге әкелетін тірі микробтың немесе оның токсинінің ең аз мөлшері. Бұл – сөзсіз өлім туғызатын доза.

Dlm (dosis letalis minima) – ол тиісті мерзім уақытында тәжірибеге алынған жануарлардың 95% өлімге әкелетін тірі микробтың немесе оның токсинінің ең аз мөлшері.

ID 100 - ол тәжірибеге алынған жұқтырылған эксперименттік жануарлардың 100% жұқпалы ауру қоздыра алатын тірі микробтың ең аз мөлшері.

LD 50 көрсеткіші жиі қолданылады – ол тәжірибеге алынған жануарлардың 50% тиісті мерзім уақытында өлімге әкелетін тірі микробтың немесе оның токсинінің ең аз мөлшері.

ID 50 – ол тәжірибеге алынған жұқтырылған эксперименттік жануарлардың 50% жұқпалы ауру қоздыра алатын тірі микробтың ең аз мөлшері.

Тәжірибе қойғанда эксперименнтік жануарлардың түрі, жынысы, жасы, салмағы, күтім жағдайы және толыққұнды қоректенуі ескерілуі қажет, өйткені аталған жағдайлар оларда иммундық жүйенің қалыптасуымен және белсенділігімен байланысты. Тәжірибе мақсатына қарай әр түрлі жұқтыру жолдарын қолданады (ауыз арқылы, интраназальды, тамыр ішіне, бұлшық етке, құрсақ ішіне, интрацеребральды т.б.). Мысалы, басқа зертханалық жануарларға қарағанда M.tuberculosis-ке ең сезімтал теңіз шошқаларына өлім туғызатын ауру қоздыру үшін тыныс алу жолдары арқылы микробтың 1-2 жасушасын енгізу жеткілікті болса, ауыз арқылы (пероральды) жұқтырғанда летальдық дозасын бірнеше мың жасушаға арттыру қажет болады. Тіптен микробтардың бір түрінің арасында түраралық генетикалық ерекшеліктері болады. Мысалы, вирустарға сезімталдығы өте жоғары, бірақ бактерияларға төзімді тышқандар қатары бар, керісінше де болуы мүмкін. Тәжірибе нәтижесі дәлірек болуы үшін экспериментке жануарлар санын көбірек алған жөн. Генетикалық жолмен алынған, мысалы, инбредті жануарларда тәжірибе жүргізгенде ең сенімді біркелкі нәтижелер алады. Инбредті (ағыл.: in- ішінде, breeding- көбейту) жануарлар – ол, жақын туыстас ата-аналықтарды 20 жыл және одан да көп уақыт бойы бір-бірімен шағылыстыру арқылы алынған туыстас гомозиготты жануарлардың ұрпағы. Мұндай жануарлар генетикалық жағынан біркелкі, өйткені гомозиготтылық 100%-ға жеткізіледі.

Физикалық, химиялық және биологиялық факторлардың әсерінен генотиптің фенотиптік көрінісі ретінде вируленттілік қасиет жоғарылауы да және төмендеуі де мүмкін. Ұзақ уақыт бойы бактерияларды жасанды қоректік орталарда дақылдандырғанда немесе микробтарды сезімталдығы төмен жануарлар организмі арқылы қайта-қайта жұқтырып (пассаж) өткізгенде вируленттілік қасиеті төмендеуі мүмкін. Вируленттілігін толық жоғалту генотипінің өзгеруімен байланысты. Керісінше, микробтарды ұзақ мерзімде сезімталдығы жоғары жануарлар организмінен қайта-қайта жұқтырып өткізгенде, лизогенизациялану кезінде, және де мутациялану, рекомбинациялар нәтижесінде вируленттіліктің жоғарылауы байқалады. Вируленттіліктің осылай өзгеруі вакциналық штамдар алғанда ескеріледі.

Микробтардың вируленттілігін және қауіптілік дәрежесін ескере отырып барлық патогенді микробтарды 4 топқа бөледі, оларпмен жұмыс атқару тәртібі Денсаулық сақтау Министрлігінің тиісті бұйрықтары және нұсқаулықтарымен регламенттелген. Вируленттіліктің өзгеретіні туралы мысал ретінде бактериялардың L –трансформациялануын, спирохеталарда цисталар түзілуін, макроорганизмге түскенде бактерияларда капсула синтезделуін, иерсенияларда температураға тәуелді инвазиялық ақуыздардың синтезделуін, іш сүзек таяқшасында антиген түзілуін, индуцибельдік экзоферменттер пайда болуын және т.б. келтіруге болады.