Факторы, обусловливающие патогенность и вирулентность

Патогенность и вирулентность обусловливается комплексом свойств микроба, сформировавшихся в процессе приспособления к паразитированию в макроорганизме. Возникновение патогенности у микробов связано с приобретением ряда свойств, обеспечивающих способность проникать и распространяться в макроорганизме, противостоять его защитным приспособлениям и вызывать поражение жизненно важных систем.

При становлении патогенности первоначально, по-видимому, возникла инвазивная способность, позволившая микробу проникать в новую среду обитания – организм хозяина. В последующем появилась антифагоцитарная способность, обеспечивающая защиту микроба от клеток фагоцитарной системы организма. Инвазивные и антифагоцитарные свойства, обусловливающие агрессивность микроорганизмов, обеспечивают выживание проникших в организм микробов, их размножение, т. е. увеличение численности популяции, что имеет важное значение для дальнейшего развития инфекционного процесса. Способность вызывать специфические поражения связана с приобретением патогенными микробами токсигенных свойств. Все свойства, определяющие патогенность, проявляются микробами посредством продуцируемых биологически активных веществ, которые квалифицируются как факторы патогенности и разделяются на три категории:1) факторы патогенности с инвазивной функцией; 2) факторы патогенности с антифагоцитарной функцией; 3) факторы патогенности с токсической функцией.

Факторы патогенности с инвазивной функцией. Для того чтобы проникнуть в макроорганизм, патогенный микроб должен преодолеть его слизистые оболочки, кожные покровы и другие тканевые барьеры. В основе прохождения через ткани лежит молекулярное взаимодействие ферментных систем возбудителя с веществами, из которых построены тканевые структуры макроорганизма. Патогенные микробы продуцируют ферменты, способные деполимеризовать основные вещества тканей, увеличивая тем самым их проницаемость и способствуя проникновению и распространению возбудителя. Перечень и действие ферментов патогенности разнообразны.

Фермент гиалуронидаза вызывает гидролиз гиалуроновой кислоты – основного компонента соединительной ткани. Гиалуронидазная активность обнаружена у патогенных микроорганизмов с внеклеточным характером паразитизма: стафилококков, гемолитических стрептококков группы А, пневмококков и др.

Фермент нейраминидаза отщепляет от разных гликоконъюгатов – гликопротеинов, гликолипидов и олигосахаридов производные нейраминовой кислоты – сиаловые кислоты, в связи с чем этот энзим еще называют сиалидазой. Сиаловые кислоты в составе функционально важных гликоконъюгатов содержатся в большом количестве в тканях, клетках, слизистых секретах и других биологических жидкостях организма. Они определяют вязкость биологических жидкостей, заряд клеток, принимают участие в межклеточных контактах, в процессах рецепции и биологического узнавания. Поэтому выработка нейраминидазы может привести к разнообразным нарушениям и патологическим изменениям. Нейраминидазу продуцируют многие бактерии: стрептококки, бактероиды и др.

Фермент коллагеназа, продуцируемый возбудителями анаэробных инфекций, вызывает интенсивное разрушение тканевых белков, коллагеновых структур, что ведет к расплавлению мышечной ткани и способствует распространению микробов в тканях.

Фермент лецитиназа, вырабатываемый возбудителями анаэробной инфекции, стафилококками и другими микроорганизмами, вызывает гидролиз лецитина, входящего в состав клеточных и митохондриальных мембран.

Фермент фибринолизин, продуцируемый стафилококками, стрептококками, бактериями чумы, растворяет образующиеся при воспалении сгустки фибрина, препятствующие распространению микробов в организме.

Вырабатываемый патогенными стафилококками фермент коагулаза коагулирует плазму крови. Это способствует образованию вокруг стафилококковых поражений фибриновых барьеров, которые создают условия для длительного сохранения бактерий в тканях. Отложение под влиянием коагулазы фибрина на поверхности клеток стафилококка затрудняет их фагоцитоз и лизис.

Факторы патогенности с антифагоцитарной функцией. Непременным условием развития инфекционного процесса является персистенция микроба в организме в течение определенного периода времени. Она зависит от способности микроба противостоять защитным силам организма, в частности конститутивным факторам, особое место среди которых занимает фагоцитоз. При отсутствии способности преодолевать фагоцитарный барьер микробы подвергаются завершенному фагоцитозу, сопровождающемуся их гибелью.

В ходе эволюции патогенные микробы приобрели специальные приспособления, обеспечивающие их защиту от фагоцитоза. Антифагоцитарные свойства микробов связаны с их способностью образовывать вещества, блокирующие процесс фагоцитоза на различных стадиях. Одни из них подавляют реакцию хемотаксиса фагоцитов, другие блокируют прикрепление микробных клеток к фагоцитам и их поглощение, третьи противодействуют внутриклеточному перевариванию поглощенных микробов и, наконец, некоторые из этих веществ (лейкоцидины) вызывают лизис фагоцитов. Большая часть приспособлений направлена на преодоление узнавания и поглощения микробной клетки фагоцитом.

Агрессины – это вещества подавляющие фагоцитоз и бактериолиз. Утрата агрессинов приводит к переходу из S в R форму бактерий. Агрессины в чистом виде обладают иммуногенной активностью. При добавлении агрессинов к живым патогенным микробам повышается их вирулентность. Они обладают специфич­ностью.

В отличие от инвазивной функции, осуществляемой продуктами метаболизма, антифагоцитарные функции выполняют определенные поверхностно локализованные морфологические структуры микробной клетки. Особое место среди них принадлежит капсуле и капсулоподобным покровам. Из патогенных бактерий капсулу образуют пневмококки, возбудители сибирской язвы, чумы, туляремии, анаэробной инфекции.

Существование корреляции между капсулообразованием и вирулентностью особенно четко прослеживается у сибиреязвенных бацилл.

Штаммы Bacillus anthracis, образующие капсулу, отличаются высокой вирулентностью и вызывают тяжелые заболевания преимущественно с летальным исходом, в то время как бескапсульные варианты этих бацилл являются авирулентными. У пневмококков наблюдается даже некоторая зависимость вирулентности от величины капсулы. Из трех типов пневмококков, играющих роль в патологии, наиболее вирулентными являются пневмококки третьего типа, продуцирующие самую крупную капсулу.

Значение капсулы в антифагоцитарном эффекте, прежде всего, сводится к экранированию поверхностных клеточных структур – пептидогликана у грамположительных и липополисахарида у грамотрицательных бактерий, с которыми взаимодействует система комплемента (белок сыворотки крови сложного строения), играющая важную роль на стадии узнавания. Бактериальная клетка распознается фагоцитом как чужеродная после присоединения к соответствующим структурам комплемента. Капсула экранирует области связывания комплемента, блокируя тем самым процесс узнавания. Кроме того, благодаря высокой степени гидрофильности, обусловленной входящими в ее состав поверхностно-активными веществами, капсула препятствует поглощению микробной клетки фагоцитами. Бескапсульные варианты микробов, отличающиеся выраженной гидрофобностью, более активно фагоцитируются клетками хозяина.

Антифагоцитарное действие слизи связано с гликолипопротеином, в частности с его полисахаридным компонентом и направлено против макрофагов. Ингибирующее фагоцитоз действие гликолипопротеина, по-видимому, обусловлено тем, что связывание полисахаридной части молекулы с поверхностью макрофага не обеспечивает контакта между взаимодействующими клетками в виду хорошей отделяемости слизи от микробной клетки. Липидная часть гликолипопротеинового полимера, как полагают, несет ответственность за функцию подавления нейтрофилов, приводящую к развитию нейтропении (снижение количества нейтрофилов), часто возникающей при псевдомонадной инфекции.

Роль факторов патогенности с функцией защиты от фагоцитоза могут выполнять также другие поверхностно расположенные компоненты микробной клетки, объединяемые общим названием – оболочечные антигены: Vi – антиген у возбудителя сальмонеллеза, М – антиген у гемолитического стрептококка, липидная фракция у микобактерий туберкулеза. У бактерий чумы имеются три субстанции с антифагоцитарными свойствами, обеспечивающие защиту возбудителя от различных клеток фагоцитарной системы. С V- и W-антигенами связана резистентность Yersinia pestis к моноцитам. Бактерии, содержащие эти субстанции, будучи поглощенными моноцитами, интенсивно размножаются в них, а после освобождения из моноцитов образуют фракцию F–1, приобретая устойчивость к полиморфно-ядерным лейкоцитам.

Факторы патогенности, обеспечивающие защиту микробной клетки от фагоцитоза, характеризуются, как правило, хорошо выраженными антигенными свойствами, и выработка антител против этих субстанций лежит в основе иммунитета при ряде инфекций.

Факторы патогенности с токсической функцией. Факторы патогенности с инвазивной и антифагоцитарной функциями играют роль в начальных стадиях развития инфекции. Выработка этих факторов и их воздействие на клетки и ткани является пусковым моментом в возникновении инфекционного процесса.

Дальнейшее же развитие процесса, формирование специфических патологических поражений при многих инфекциях определяется преимущественно группой факторов с токсической функцией. Считается, что токсигенность – способность вырабатывать токсические вещества – является более поздним эволюционным приобретением патогенных микробов по сравнению с агрессивными факторами.

Микробные токсины имеют различную химическую структуру и различаются по характеру биологического действия. В основу предложенной ранее классификации токсинов положен принцип локализации их в микробной клетке. Все токсические вещества микроорганизмов делятся на внеклеточные и внутриклеточные (экзотоксины и эндотоксины).

Экзотоксины являются продуктами метаболизма микробной клетки и выделяются в окружающую среду. Экзотоксины продуцируют возбудители столбняка, ботулизма, анаэробной инфекции, сибирской язвы, чумы, стафилококки, стрептококки и др. Получают экзотоксины сравнительно простыми методами. Культуру токсигенного микроба выращивают в течение определенного времени на соответствующей питательной среде, а затем освобождают культуральную жидкость от микробных клеток путем фильтрования через бактериальные фильтры или центрифугированием. Полученный фильтрат или супернатант помимо токсина содержит также другие продукты метаболизма и называется нативным токсином.

Путем осаждения сульфатом аммония, кислотами, спиртом, ультрафильтрацией, электродиализом из него получают очищенный токсин. В очищенном виде получены столбнячный, ботулинический токсины, стафилококковые энтеротоксины и др.

Эндотоксины являются составной частью микробной клетки и освобождаются только при ее распаде. Эндотоксины содержат многие грамотрицательные бактерии; возбудители сальмонеллезов, колиэнтеритов, бруцеллеза, туляремии. Для получения эндотоксинов используют сложные методы, основанные на экстрагировании микробной массы различными химическими растворителями. Нередко экстрагированию предшествует дезинтеграция клеток тем или иным способом: механическим растиранием, попеременным замораживанием и оттаиванием, озвучиванием ультразвуком, разрушением под высоким давлением.

Деление токсинов на экзо – и эндотоксины является несколько условным, так как согласно полученным в последние годы данным, некоторые субстанции со свойствами экзотоксинов могут быть прочно связаны с определенными структурными компонентами микробной клетки (например, у чумных бактерий), а эндотоксины в процессе роста культуры частично выделяются в окружающую среду. Однако, несмотря на то, что наименование экзо- и эндотоксины утратило в настоящее время свой первоначальный смысл, эти две категории токсических субстанций четко различаются между собой многими физико-химическими и биологическими свойствами Экзотоксины представляют собой вещества белковой природы. По химической структуре они делятся на простые и сложные. Простыв экзотоксины синтезируются микробной клеткой в форме единой полипептидной цепи. К простым относятся дифтерийный, столбнячный, ботулинический токсины. Сложные экзотоксины состоят из двух и более компонентов. Сложную структуру имеют холерный энтеротоксин (холероген), токсин сибиреязвенных бацилл, а – токсин возбудителя анаэробной инфекции.

Химической природой экзотоксинов объясняется их малая устойчивость к факторам внешней среды, в частности к повышенной температуре. Большинство экзотоксинов (дифтерийный, столбнячный и др.) термолабильны, разрушаются при 60 °С в течение 20–60 мин. Исключение составляют ботулинический токсин, энтеротоксины стафилококка, кишечной палочки, выдерживающие кипячение в течение нескольких минут. Эти токсины не разрушаются под влиянием пищеварительных ферментов и при пероральном введении вызывают отравление организма.

Экзотоксины

Легко диффундируют в окружающую среду из микробных клеток.

Обладают высокой активностью. Из­бирательно поражают отдельные орга­ны и ткани. Выражены антигенные свойства; вы­зывают образование в организме анти­токсинов. Протеины, обладают свойствами фер­ментов; некоторые получены в крис­таллическом состоянии. Термолабильны. Неустойчивы к протеолитическим ферментам (38–40 °С). Под действием 0,3–0,4 %-го формалина переходят в анатоксины.

Эндотоксины

Прочно связаны с неразрушенным телом микробной клетки. Менее токсичны. Избирательное дей­ствие не наблюдается или слабо выраже­но. Слабые антигены; антисыворотки обла­дают невысокой активностью. Протеины или различные химические комплексы – глюцидолипоиды, полисахаридолипоидопротеины. Термостабильны. Устойчивы к действию протеолитических ферментов. Более устойчивы к формалину.

Отличительной особенностью большинства экзотоксинов является выраженная органотропность, проявляющаяся в избирательном поражении определенных органов и тканей. Высокая специфичность действия экзотоксинов обусловливает характерную клиническую картину заболевания. В основе патогенетического действия токсинов лежит их способность разрушать определенные клеточные структуры или нарушать определенные клеточные функции. Органотропность и специфичность действия экзотоксинов связаны с наличием на поверхности чувствительных клеток организма специфических рецепторных структур, к которым присоединяются молекулы токсина, и особенностями строения токсинов.

Роль клеточных рецепторов для большинства известных бактериальных экзотоксинов (столбнячного, ботулинического, холерного и др.) выполняют молекулы ганглиозидов. Ганглиозиды представляют собой гликосфинголипиды, содержащие сиаловые кислоты, причем непосредственное участие в связывании с токсином принимает углеводная часть ганглиозидной молекулы. Именно поэтому воздействие нейраминидазой, расщепляющей сиаловые кислоты, снижает степень связывания ганглиозида с токсином, а ганглиозиды, лишенные остатков сиаловой кислоты, не обладают токсинсвязывающей способностью.

Соединение токсина с рецептором клетки осуществляется посредством определенного участка молекулы.

Токсины представляют собой биологически активные макромолекулярные системы с двумя четко разграниченными функциями. Одна часть молекулы содержит активированные группы, ответственные за специфическое патогенетическое действие токсина. Другая часть несет акцепторные группы, ответственные за присоединение токсина к определенным рецепторным структурам на чувствительной клетке.

Взаимодействие токсина с чувствительной клеткой, приводящее к развитию интоксикации, осуществляется в несколько последовательных этапов и связано с его активацией.

Многие экзотоксины, как простые так и сложные, синтезируются патогенными бактериями в виде неактивных предшественников, именуемых протоксинами, и проявляют биологическую активность только после активации. Процесс активации протоксинов in vivo осуществляется по типу ограниченного протеолиза, по-видимому, под действием протеаз, вырабатываемых либо самой бактериальной клеткой, либо тканью-мишенью.

У простых токсинов в результате протеолиза происходит расщепление одноцепочечной молекулы с образованием бифункциональной системы, состоящей из активаторного и акцепторного фрагментов.

В отличие от названных энтеротоксинов действие энтеротоксинов, вырабатываемых S. aureus, С. perfringens, В. cereus, вызывающих пищевые отравления, сопровождающиеся также рвотой и диареей, не ограничивается одними лишь изменениями в проницаемости кишок. Например, энтеротоксины стафилококка представляют собой нейротоксины и действуют через алиментарный тракт на центральную и вегетативную нервную системы.

Многие патогенные микроорганизмы, как например возбудители ботулизма, анаэробной инфекции, стафилококки, стрептококки секретируют в культуральную среду токсические вещества, обладающие способностью в опытах in vitro лизировать эритроциты и получившие в связи с этим название гемолизины. При внутривенном введении мышам эти токсины оказывают летальное действие.

Экзотоксины чрезвычайно токсичны, действуют в малых дозах. Токсические свойства их измеряют в Dlm и LD₅₀, которые определяют в экспериментах на чувствительных животных. Наиболее сильным из бактериальных токсинов является ботулинический. В одном миллиграмме чистого токсина ботулина содержится около 1 000 000 Dlm для морских свинок.

Токсичность связана с наличием в структуре токсинов активного центра, блокирование которого путем обработки формалином (0,3–0,4 % формалина при 38 °С в течение 30 дней) приводит к утрате токсических свойств. Такие обезвреженные токсины именуются анатоксинами (токсоидами). Они широко применяются в качестве вакцин для профилактики заболеваний, в патогенезе которых основную роль играет токсический фактор (дифтерия, столбняк и др.).

У всех экзотоксинов хорошо выражены антигенные и иммуногенные свойства, которые сохраняются после их детоксикации. Антитела против экзотоксинов обладают защитным действием и составляют основу антитоксического иммунитета. Для лечения столбняка, бутулизма и других инфекций используют антитоксические сыворотки, содержащие антитела – антитоксины.

Эндотоксины. Эндотоксины входят в состав внешнего слоя клеточной стенки грамотрицательных бактерий. По химической природе они представляют собой липополисахариды (ЛПС) и являются структурным компонентом соматического О-антигена, который, кроме ЛПС, включает также протеин.

В состав ЛПС входит липид А и полисахаридная область, состоящая из базальной структуры и О-специфических боковых цепей.

Липид А, являющийся существенной частью эндотоксина, ответственной за его токсические свойства, имеет сходную структуру и химический состав у различных видов грамотрицательных бактерий и состоит из ацетилглюкозамина и длинноцепочечных жирных кислот.

О-полисахариды боковых цепей ЛПС, в отличие от базальной структуры полисахарида и липида А, характеризуются чрезвычайным разнообразием и определяют серологическую специфичность различных бактерий.

Наиболее изучены эндотоксины энтеробактерий: сальмонелл, эшерихий. Кроме токсичности они обладают пирогенностью – способностью вызывать повышение температуры тела. За пирогенность, ровно как и за токсичность, ответственна липидная фракция токсина. Пирогенный эффект эндотоксина связан с высвобождением под его влиянием эндогенного пирогенного вещества из полиморфно-ядерных лейкоцитов и макрофагов.

Эндотоксины имеют характеристики, часто прямо противоположные таковым экзотоксинов. Эндотоксины термостабильны, некоторые из них выдерживают длительное кипячение и даже автоклавирование при 120 °С в течение 30 мин. При обработке формалином эндотоксины обезвреживаются лишь частично. Эндотоксины по сравнению с экзотоксинами менее токсичны: LD₆₀ для среднего эндотоксинового препарата составляет от 200 до 400 мг на мышь.

Органотропность у эндотоксинов выражена слабо. При введении в организм в больших дозах все эндотоксины вызывают общее отравление с однотипной клинической картиной: слабость, одышку, диарею, понижение температуры. Сходное биологическое действие эндотоксинов различного происхождения очевидно объясняется отсутствием специфики в структуре липида А, ответственного за их биологическую активность.

В отличие от экзотоксинов эндотоксины обладают относительно слабыми антигенными свойствами. Антисыворотки к эндотоксинам не полностью нейтрализуют их токсические свойства. Объясняется это тем, что эндотоксины индуцируют образование антител к полисахаридной части, а токсичность их обусловлена липидным компонентом.

Одной из особенностей эндотоксинов энтеробактерай является их способность вызывать в небольших дозах временное повышение устойчивости организма к инфекции. Роль эндотоксина в увеличении резистентности неспецифична: липополисахарид, полученный из одного вида бактерий, вызывает формирование устойчивости к заражению другими видами как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий. В механизме развития устойчивости основное значение принадлежит активации макрофагальной системы организма и индукции выработки интерферона. Явление неспецифической стимуляции защитных систем играет существенную роль, так как в естественных условиях постоянно происходит иммунизация человека и животных эндотоксинами кишечных бактерий.

Генетический контроль токсигенности. Токсигенные свойства микроорганизмов находятся под контролем так называемых tox-генов, локализованных в хромосоме или внехромосомных генетических структурах. Синтез эндотоксинов кодируется генами бактериальной хромосомы. Контролирующие синтез экзотоксинов гены могут содержаться как в хромосоме, так и в профагах или плазмидах. Хромосомными генами детерминируется в частности некротоксина возбудителя анаэробной инфекции (С. регfringens).

Утрата бактериями tox-генов лишает их токсигенности и сопровождается снижением или полной утерей патогенности.

Адгезивность как фактор патогенности. Для проявления повреждающего действия микроб должен. проникнуть в ткани хозяина. В ходе эволюции патогенные микроорганизмы приспособились к проникновению в макроорганизм через определенные ткани, где они находят благоприятные условия для своего развития и которые именуются входными воротами инфекции.

Одни виды микробов могут вызывать заболевания только при проникновении в организм через строго определенные ворота. Некоторые виды микроорганизмов, например возбудители чумы, туляремии, сибирской язвы, могут вызывать заболевания, проникая в организм через различные входные ворота, чем обусловливается специфика клинических форм заболевания.

Внедрение микроба в организм хозяина осуществляется через наружные покровы – кожу и слизистые мембраны, выполняющие роль барьеров для микроорганизмов. Неповрежденная кожа непроницаема для микроорганизмов, и внедрение микробов через кожу в подкожные слои почти всегда осуществляется через раны.

В то же время многие вирулентные микробы довольно легко преодолевают защитный барьер слизистых оболочек. Поэтому большинство микробных инфекций связано со слизистыми оболочками. Эволюционно сложившиеся взаимоотношения между патогенными микробами и эпителиальными клетками слизистых оболочек макроорганизма могут быть разделены на 3 категории: закрепление и размножение микробов на поверхности эпителия; внедрение и размножение микробов внутри эпителиальных клеток; проникновение микробов через эпителий в расположенные под ним ткани.

Во всех случаях взаимодействие микробов с эпителиальными клетками начинается с прикрепления их к эпителию. Прикрепление, или адгезия, микробов к эпителиальным клеткам является пусковым механизмом инфекционного процесса (см. рис. 38).

Процесс адгезии отличается специфичностью. Она проявляется в том, что, во-первых, наблюдается избирательность прикрепления микробов к эпителиальным клеткам в определенных участках организма: в респираторном, алиментарном и мочеполовом трактах. Во-вторых, имеет место избирательность прикрепления определенных штаммов микроба к эпителию хозяина, у которого они вызывают заболевание; штаммы, вызывающие заболевание у людей, более активно прикрепляются к соответствующим эпителиальным клеткам человека, чем к аналогичным клеткам животного и наоборот.

Специфичность адгезии обусловлена наличием комплементарных макромолекулярных структур у взаимодействующих (прокариотической и эукариотической) клеток. Структуры микробной клетки, ответственные за распознавание и прикрепление, называются адгезинами, или лигандами, а структуры клеток хозяина – рецепторами. Локализуются и адгезины, и рецепторы на поверхностных мембранах клеток. Адгезины у многих бактерий (протеев, вибрионов, кишечных палочек, дифтерийных палочек и др.) входят в состав клеточных органелл, таких как фимбрии и фибриллы. У микробов, лишенных таких органелл, например у микоплазм, адгезины находятся в выростах цитоплазматической мембраны. Большая часть известных адгезинов имеет белковую природу, а функцию рецепторов для них выполняют углеродсодержащие детерминанты.

Доказательства специфического взаимодействия между комплементарными структурами патогенных микробов и эпителиальных клеток слизистых оболочек получены при изучении энтеропатогенных штаммов кишечных палочек. В отличие от непатогенных эшерихий, являющихся нормальными обитателями толстых кишок и не способных прикрепляться к эпителию тонких кишок, энтеропатогенные кишечные палочки обладают способностью колонизировать тонкие кишки, продуцировать энтеротоксин и вызывать диарею. Адгезивную функцию у энтеропатогенных кишечных палочек выполняют локализованные в фибриллах антигены, обозначаемые К-88 у патогенных для поросят штаммов, F-41 и К-99 у патогенных для телят и CFA/I и CFA/II у патогенных для человека штаммов. Штаммы кишечных палочек, утратившие эти антигены, не способны заселять кишки и вызывать заболевания.

Численность прикрепляющихся к эпителиальным клеткам бактерий зависит от количества рецепторов на поверхности эпителия. Количество же и строение рецепторов эпителиальных клеток значительно колеблется в пределах вида до полного их отсутствия у отдельных особей.

Адгезия микроорганизмов к клеткам эпителия может изменяться с возрастом хозяина. Так, адгезия кишечных палочек, продуцирующих антиген К-88, наиболее выражена у новорожденных поросят и резко снижается к концу пятой недели жизни животных.

Рис. 38. Схема взаимодействия (а–г)патогенных микроорганизмов с эпителиальными клетками: 1 – микробная клетка; 2 – гликокаликс; 3 – щеточная кайма; 4 – эпителий

Адгезины обеспечивают прикрепление микробов к эпителиальным клеткам и колонизацию ими эпителия, что является непременным условием реализации поражающего действия патогенами, паразитирующими на поверхности слизистых оболочек.

Закрепившись на слизистой, микробы размножаются, увеличивая свою популяцию, и выделяют токсические продукты, которые оказывают повреждающее действие на организм. При этом продуцируемые микробами токсины могут обусловливать местное повреждение или, поступая через слизистую оболочку в кровь, вызывать повреждение определенных органов и тканей.

Процесс взаимодействия микробов с эпителиальными клетками можно рассмотреть на примере возбудителей кишечных инфекций, среди которых встречаются представители, паразитирующие на поверхности эпителия, внутри эпителиальных клеток и субэпителиально. Все возбудители кишечных инфекций прежде всего прилипают к гликокаликсу, покрывающему исчерченную каемку энтероцитов (клетки цилиндрического эпителия), разрушают его и вступают в контакт с микроворсинками щеточной каемки (рис. 38а).

Последующие этапы взаимодействия с эпителиальными клетками у разных бактерий происходят по-разному.

Местом локализации сальмонелл является подвздошная кишка. Механизм проникновения этих бактерий в эпителиальные клетки сходен с таковым шигелл, однако в отличие от последних сальмонеллы почти не оказывают повреждающего действия на исчерченную каемку энтероцитов. После проникновения в энтероцит сальмонеллы вместе с вакуолей переносятся в базальную часть клетки, откуда, не задерживаясь, поступают в подлежащие ткани и регионарные лимфоузлы. Здесь они интенсивно размножаются и с лимфой поступают в кровяное русло, разносятся по всему организму, обсеменяя многие органы и ткани.

Таким образом, адгезины и адгезия играют важную роль в развитии начальной стадии всех инфекций, связанных со слизистыми оболочками, независимо от того, сопровождаются ли они колонизацией возбудителем эпителия или же процесс взаимодействия микроба с эпителиальными клетками ограничивается лишь проникновением его через эпителий в подлежащие ткани. Мутантные варианты патогенных бактерий, лишенные адгезинов, не обладают патогенными свойствами. Это позволяет рассматривать адгезивность, наряду с агрессивностью и токсигенностью, как фактор патогенности микроорганизмов.

В заключение следует отметить, что последние достижения в области изучения явления патогенности открывают новые подходы к разработке профилактических мероприятий в борьбе с инфекционными заболеваниями.

Поскольку колонизация возбудителем поражаемой ткани, сопровождающаяся размножением и увеличением его популяции, связана преимущественно с адгезивной и антифагоцитарной функциями, то, следовательно, основу антибактериального иммунитета составляют антитела, способные нейтрализовать эти функции. Поэтому для создания искусственного антибактериального иммунитета успешно могут быть использованы извлеченные из микробной клетки компоненты, обеспечивающие прикрепление возбудителя к соответствующей ткани и защиту его от фагоцитоза. Принимая во внимание особую роль адгезивной функции на начальных этапах развития респираторных и энтеральных инфекций, представляется весьма перспективным для их профилактики введение очищенных адгезинов бактерий, готовых антител против них или же растворимых аналогов рецепторов к адгезинам.

Немаловажную роль в возникновении и развитии инфекции играют так называемые «ворота инфекции», т. е. место проникновения болезнетворного микроба в организм. Например, возбудитель столбняка постоянно обитает в пищеварительном тракте некоторых животных, не причиняя вреда организму. Однако, попадая в мышцы при ранениях, вызывает тяжелую болезнь. Таким об­разом, в одном месте микроб может быть индифферентным, а в другом (в том же количестве) – губительным для организма.

Из «ворот инфекции» микробы с кровью и лимфой, другими жидкостями распространяются по организму, но концентрируются там, где условия для них наилучшие.

Решающим моментом определяющим место концентрации микроба, является его органотропность. Например, при бруцеллезе у беременных животных возбудитель концентрируется в матке, бла­годаря наличию в ней вещества эритрола, являющегося для бруцелл лимитирующим фактором роста. Местом локализации возбуди­теля определяются пути его выделения из организма. Например, сальмонеллы выделяются с фекалиями (при кишечной форме), при септицемии возбудитель выделяется с молоком, мочой, слюной. Возбудители дерматомикозов разносятся с чешуйками кожи, воло­сами. Знание путей выделения возбудителя при той иди иной инфекции определяет направленность санитарных мер.

Для уяснения сущности инфекции важное значение также имеет изучение поведения возбудителя в организме инфицированного животного и ответные реакции со стороны организма на поселившегося в нем микроба.

Знание патогенеза болезни позволяет специалисту избрать правильный метод лечения больных животных.

На возникновение и проявление инфекции оказывают влияние экологические и биологические факторы. К экологическим относятся: общность территории, кормовые связи популяции, миграции животных, к биологическим – комплементарность и чужеродность антигенных структур возбудителя тканевым структурам хозяина. Биологические факторы находятся вне среды нашего влияния, хотя отдельные моменты удачного влияния имеют место (создание групп животных и птиц, устойчивых к той или иной инфекции).

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 334; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!