Какие факторы определяют патогенность возбудителя инфекционного процесса. Патогенные факторы и условия развития заболеваний. Характеристика бактериальных экзо- и эндо-токсинов

Профессор Кафарская
Л.И.

«инфекция» (заражение)

совокупность
биологических процессов,
происходящих
в
макроорганизме
при
внедрении
в
него
патогенных
микроорганизмов, независимо от того,
повлечет ли это внедрение за собой
развитие
явного
или
скрытого
патологического
процесса
или
оно
ограничится
только
временным
носительством
или
длительным
персистированием возбудителя.

Инфекция

Инфекционные
болезни
рассматривают
как
явления,
включающие
биологический
и
социальный
факторы.
Так,
механизмы передачи инфекционных
болезней,
их
тяжесть,
исход
обусловлены
главным
образом
социальными условиями жизни
людей.

Инфекция

Отличия
от других заболеваний
Заразительность (контагиозность)
Цикличность (периоды)
Развитие противоинфекционного
иммунитета
Инкубационный
период

Патогенные микроорганизмы

Характерными
свойствами
патогенных
микроорганизмов
являются
специфичность
(способность
вызывать
определённую инфекционную болезнь
после проникновения в организм) и
органотропность
(способность
предпочтительно
поражать
определённые органы или ткани).

Место
проникновения
возбудителя
называется входными воротами.
Как
правило это -ткани, лишенные
физиологической
защиты
против
конкретного вида микроорганизмов, служат
местом
его
проникновения
в
макроорганизм или входными воротами
инфекции.
Цилиндрический эпителий для гонококков.
Стафилококки,
стрептококки
могут
проникать несколькими путями

Инфицирующая доза возбудителя

Инфицирующая
доза возбудителя –
минимальное количество микробных
клеток,
способных
вызвать
инфекционный
процесс. Величина
инфицирующей дозы зависит от
вирулентных свойств возбудителя.
Чем выше вирулентность, тем ниже
инфицирующая доза.

Инфицирующая доза

Для
высоковирулентного
возбудителя
Yersinia pestis (чума) достаточноао несколько
бактериальных клеток.
Shigella dysenteriae – десятки клеток.
Для некоторых возбудителей- тысячи- сотни
тысяч –холера
Инфицирующая
доза
низковирулентных
штаммов равна 105-106 микробных клеток.

1 период - Инкубационный- от момента
заражения до проявления клинических
симптомов
Локализация возбудителя - во входных
воротах инфекции и/или л/узлах

Периоды инфекционного заболевания

4-й
период - Исход заболевания
(outcome) Реконвалесценция
Переход в хроническую форму
Формирование бактерионосительства
Летальный исход

Периоды инфекционного заболевания

2-й
период - Продромальный
(prodrome)-это
проявление
“общих
симптомов”дискомфорт, усталость, озноб.
Клинически - это интоксикация.
Локализация возбудителяпроникает в кровь, лимфу,
происходит секреция токсинов,
проявляется
активность
факторов
врожденного
иммунитета

В
настоящее время наблюдается переход от
традиционного представления о бактериях
как строго одноклеточных организмах к
представлению о микробных сообществах
как целостных структурах, регулирующих
свои поведенческие реакции в зависимости
от изменения условий обитания.
Сегодня накоплено достаточно данных о
механизмах,
посредством
которых
осуществляются
внутрипопуляционные,
межштаммовые и межвидовые контакты у
микроорганизмов,
а
также
их
взаимодействии с организмом хозяина

Пути проникновения возбудителя в макроорганизм

Факторы патогенности микроорганизмов

Факторы адгезии и колонизации
Факторы инвазии
Антифагоцитарные факторы
Факторы, нарушающие иммунную
защиту
Токсические факторы

Адгезия
происходит
на
поверхности
слизистых оболочек различных органов и
систем.
Адгезия начинается как обратимый процесс,
затем переходит в необратимый
На
первых этапах участвуют силы
электростатического
взаимодействия,
гидрофобные связи, активная подвижность
микроорганизмов.
Наличие жгутиков позволяет эффективно
приближаться к поверхности клетки

Жгутики способствуют приближению к поверхности клетки

Холерные вибрионы

Адгезия.

На
клетке хозяина
имеются рецепторы разнообразные молекулы (гликолипиды, маннозные
остатки, протеогликаны).
Рецепторами для адгезинов грам (+) бактерий чаще
всего являются фибронектин и белки межклеточного
матрикса.
Лиганд-рецепторное
взаимодействие
высокоспецифичный процесс, при этом клетка
хозяина –активный участник.
Патогены активируют сигнальные пути трансдукции,
в дальнейшем происходит активация рецепторов.

Факторы адгезии

Адгезия
завершается
лиганд-рецепторным
взаимодействием. Это высокоспецифичный процесс
При котором адгезины комплементарны рецепторам клетки.
Со специфичностью адгезии связан микробный тропизм –
способность микроорганизмов поражать определенные
органы и ткани.
(Гонококки
–
цилиндрический
эпителий
слизистой
уретрального тракта или конъюнктивы глаза).
Наличие капсулы или слизи может способствовать адгезии.
Некоторые
бактерии могут нарушать двигательную
активность ресничек цилиарного эпителия дыхательных
путей (синтез цилиотоксичных/цилиостатичеких молекул у
Bordetella pertussis, пневмококки, Pseudomonas

Колонизация эпителия трахеи Bordetella
(клетки без ресничек свободны от бактерий)
pertussis

Факторы адгезии

У
Факторы адгезии
грамотрицательных бактерий функцию
распознавания и прикрепления бактерий чаще
осуществляют пили или фимбрии. Они короче
и тоньше жгутиков. Их длина может достигать
10 нм (иногда до 2 мкм). Большинство типов
фимбрий, кодируется хромосомными генами,
реже плазмидами.
Пили - белковые структуры, состоящие из
белка пилина, к которому могут присоединятся
углеводный и белковый компоненты.
За
необратимую
адгезию
отвечают
высокоспецифичные
структуры,
гликопротеины и гликолипиды.

Фимбрии у гонококков. Количество 100-500. Состоят из пилина.

У грамотрицательных бактерий
факторами адгезии служат фимбрии
(фимбриальные адгезины) или белки
наружной мембраны.

(А)Электронная микрофотография негативно контрастированных E coli. Показаны извитые жгутики
и многочисленные короткие тонкие и более ригидные волосоподобные структуры, пили. (B)
Длинные F-пили можно отличить от коротких обычных (простых) пилей путем смешивания клеток
E coli со специфическими бактериофагами, способными селективно связываться с F-пилями

Пили E.coli

Адгезины

Афимбриальные
адгезины
–
филаментозный гемаглютинин у Bordetella
pertussis, ответственный за прикрепление к
реснитчатому эпителию дыхательных путей.
Фимбриальные адгезины обеспечивают более
эффективную адгезию, чем афимбриальные.
Они
оказываются
локализованными
на
длинной тонкой ножке, что облегчает их
контакт с рецептором и, вероятно, позволяет
преодолевать
барьер
"нормальной"
микрофлоры и другие защитные механизмы.

Адгезия

Колонизация
эпителия трахеи
Bordetella
pertussis
(клетки без
ресничек свободны
от бактерий)

Факторы адгезии у грамположительных бактерий

Белки клеточной
Тейхоевые кислоты
стенки
Липо-тейхоевые
кислоты
Пептидогликан
ЦПМ
Тейхоевые и липотейхоевые кислоты,
наружные белки клеточной стенки
Факторы адгезии у
грамположительных
бактерий

Figure 2-9. Структура тейхоевых кислот (A) Рибитол тейхоевая кислота с повторяющимися фрагментами связанными 1,5фосфодиэфирными связями D-рибитола и D-аланилового эфира в позиции 2 и гликозильные радикалы (R) в позиции 4.
Гликозильными группами могут быть N-acetylglucosaminyl (or) как у S aureus или -glucosyl как у B subtilis W23. (B)
Глицерол тейхоевая кислота с 1,3- фосфодиэфирными связями между повторяющимися глицерольными субъединицами
(1,2-связи у некоторых видов

Адгезия

У грамположительных бактерий –
Тейхоевые и липотейхоевые кислоты.
Фибронектин связывающие белки
(стафилококки, стрептококки).
М-протеин у стрептококков группы А.

Streptococcus pyogenes. Cell surface fibrils

M protein and fimbriae of Group A streptococci –адгезия и защита от фагоцитоза

M protein and fimbriae of Group A streptococci
от фагоцитоза
–адгезия и защита

Уропатогенные
эшерихии
экспрессируют
два
вида
ворсинок:
Р-ворсинки
и
ворсинки I типа, связываются
с разными рецепторами
Адгезия служит сигналом к
запуску
каскада
сложных
реакций как у бактерии, так и у
макроорганизма. Связыванием
Р-пилей
усиливается
поглощение железа
Ворсинки
Iтипа
связ.
с
рецептором высвобождаются,
церамиды
– активаторы
серин/треониновых киназ,
стимулирующих синтез ряда
цитокинов (IL 1,IL 6,IL 8).

Инвазия-распространения



его клеток.

Инвазия

При
инвазии рецепторами эукариотических
клеток являются их мембранные молекулы,
основная функция которых - межклеточные
взаимодействия.
Инвазивные
энтеробактерии
в
качестве
рецепторов
используют
интегрины
эукариотических клеток.
Листерии в качестве рецептора используют
кадхерин. Эти молекулы эпителиальных клеток
играют основную роль в поддержании структуры
тканей,
обеспечивая
физический
контакт
эукариотических клеток.

Инвазия

Адгезия - сигнал к синтезу белков
(IpaB, IpaC и IpaD), выполняющих
функции инвазинов. Их транспорт
внутрь
эукариотической
клетки
осуществляет специальная система
секреции, относящаяся к III типу.
Перечисленные белки вызывают
интенсивную полимеризацию актина
внутри М-клетки, приводящую к
формированию
псевдоподий,
охватывающих
бактериальную
клетку, и вакуоли.
Бактерия
"заставляет"
эпителия захватить себя
клетку

Yersinia
spp., Salmonella spp. и
Shigella
spp.
осуществляют
инвазию
кишечного
эпителия,
основными "воротами" являются
М-клетки.
Одной из основных функций Мклеток
является
транспорт
макромолекул и более крупных
частиц из просвета кишечника в
области подслизистого слоя

Инвазия

Шигеллы
мигрирует в подслизистый
слой,
в
область
лимфоидных
фолликулов,
где
подвергается
фагоцитозу
мононуклеарными
фагоцитами.
Шигеллы
вызывают
апоптоз
фагоцитов,
вновь
высвобождаются в подслизистый слой
и могут проникать в интактные
энтероциты через их базолатеральные
мембраны.

Механизм бактериальной инвазии у некоторых Грам-отрицательных

(D)Сканирующая электронная микрофотография энтеропатогенных Е.
coli, прикрепляющихся к опороподобным клеточным выростам на
поверхности HeLa клеток. (E) Окружение Shigella flexneri
цитоплазматическими выростами клеток (по типу ряби), во время
вторжения бактерий в HeLa эпителиальные клетки.

С
образования биопленок
начинается
развитие любой инфекции.
Биопленки -тонкий слой микроорганизмов с
секретированными ими полимерами, который
адгезирован
к
органической
или
неорганической поверхности.
Микроорганизмы, входящие в состав
биопленки, существуют в двух формах:
фиксированной к поверхности, и планктонной,
свободноплавающей, являющейся субстратом
распространения инфекции из её первичного
локуса.
В состав поверхностной оболочки и матрикса
биопленок входят белки, полисахариды,
липиды и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК)

Биопленки

Это
основной фенотип почти всех бактерий в
естественных условиях обитания, как во внешней
среде, так и в организме человека при патологии.
Биопленки предоставляют защиту от факторов
внешней среды и могут включать микроорганизмы
разных царств (например, бактерии и грибы).
Среди возбудителей, образующих биоленки,
наибольшее клиническое значение имеют
P.aeruginosa, S.aureus, K. pneumoniae,
Coagulasae – negative
staphylococcus(CNS), Enterococcus
spp., Candida spp.

Биопленки

Существование
бактерий в виде биопленок
усиливает свою защиту от фагоцитоза,
ультрафиолетового излучения, вирусов и
дегидратации, а также от антибиотиков
(выдерживать концентрации антибиотиков в
100-1000 раз больше, чем подавляющие
планктонные клетки) и факторов иммунной
защиты макроорганизма. Терапевтическое
воздействие на биопленки может быть
направлено на механизмы первоначальной
адгезии бактерий к поверхности

Адгезия микроорганизмов к имплантируемым устройствам.

Ни
один из используемых для создания
имплантируемых устройств материалов не
является
биологически
инертным.
Микроорганизмы
связываються
с
их
поверхностями
в
результате
неспецифической
адгезии,
происходят
отложение белков макроорганизма, чаще
всего фибрина, и формирование пленки, в
составе которой присутствуют молекулы,
являющиеся рецепторами для адгезинов
микроорганизмов, отсутствуют факторы,
противодействующие адгезии.

Формирование биопленок

Формирование биопленок
ПРИКРЕПЛЕНИЕ
КОЛОНИЗАЦИЯ
РАЗМНОЖЕНИЕ
ПОВЕРХНОСТЬ
- Колонизация (объекты окружающей среды, клапаны
-сердца, зубная эмаль и другое, катетеры,….)
- Резистентость фагоцитозу
- Резистентость к антибиотикам

Факторы инвазии

Инвазия –проникновение возбудителя через
слизистые и соединительнотканные барьеры
Агрессия – подавление естественной
резистентности и адаптивного иммунитета.
Действуют совместно.
Инвазивностью и агрессивностью обладают многие
поверхностные структуры бактериальной клетки
(жгутики, поверхностные белки, липополисахарид
клеточнй стенки Грам- бактерий), а также ферменты
секретируемые бактериями

Факторы инвазии

Инвазия-распространения
микроорганизмов в межклеточных
пространствах тканей организма
хозяина и проникновения их внутрь
его клеток.
Факторы распространения
-ряд
ферментов
продуцируемых
бактериальными
клетками.
Большинство из них гидролазы.

Факторы инвазии

Гиалуронидаза
–
деполимеризует
гиалуроновую кислоту, высокополимерное
соединение, состоящий из остатков N ацетилглюкозамина и Д - глюкуроновой
кислоты.
Происходит разрыв гликозидной связи.
Гиалуроновая кислота - основной компонент
соединительной ткани, содержится в
клеточных
мембранах,
межклеточном
веществе, снижается вязкость.
Продуцируют стафилококки, стрептококки,
клостридии, холерный вибрион.

Факторы инвазии

Нейраминидаза- гидролизует гликозидные связи в
гликопротеидах, ганглиозидах, отщепляет от них
остатки сиаловых (нейраминовых кислот),
которые состоят из остатков Д-маннозамина и
пировиноградной кислоты.
Сиаловые кислоты входят в состав муцина,
секреты слизистых, придает им вязкость,
затрудняет продвижение микроорганизма к
эпителиоцитам.
Находятся на поверхности
тканей, лейкоцитов.
Нейраминидаза- разрушает муциновый барьер,
снижается активность фагоцитоза
Вырабатывают
стафилококки,
стрептококки,
холерные вибрионы, клостридии.

Факторы инвазии и агрессии

Лецитиназа
– гидролизует лецитин
(фосфоглицерид
фосфатидилхолин)
основной
компонент
мембран
млекопитающих,
разрушает
липиды
клеточных мембран.
Вырабатывают стафилококки, клостридии,
бациллы, листерии.

Лецитиназная активность

Протеолитические ферменты.

Основной
целью протеолитических ферментов,
образуемых бактериями, являются сигнальные и
эффекторные молекулы иммунной защиты
Коагулаза катализирует гидролиз пептидных
связей.
К гидролазам относят фибринолизин
Этот фермент способен растворять фибрин,
Способствует генерализации инфекции.
Протеазы- эластаза (эластин легочной ткани)
желатиназа.
Коллагеназы –коллаген сухожилий (содержит
глицин).

IgA протеазы – гидролиз секреторных
иммуноглобулинов
Neisseria meningitidis
сериновая протеаза
Haemophilus spp. сериновая протеаза
Streptococcus spp.
Zinc- протеаза

Ферменты.

ДНК-аза
– гидролиз молекул ДНК, разрыв
фосфодиэфирных связей распад ДНК и РНК
молекул
на
олигонуклеотиды
и
мононуклеотиды
снижается вязкость среды, способствует
размножению
микроорганизмов.
Стафилококки, стрептококки.
Плазмокоагулаза – переводит растворимый
фибриноген в фибрин, вызывает свертывание
плазмы крови. Вырабатывается в неактивном
состоянии.
Вырабатывается золотистыми стафилококками

Тест на ДНК-зу.

Тест на плазмокоагулазу

Ферменты

Уреаза
распад мочевины, аммиак вызывает
защелачивание среды, прямой токсический эффект.
Токсичен для центральной нервной системы.
Подавляет
клеточное
дыхание.
Происходит
восстановительное
аминирование
кетоглутаровой кислоты в митохондриях до
глутаминовой кислоты, что приводит к удалению кетоглутаровой кислоты из цикла трикарбоновых
кислот,подавлению
клеточного
дыхания.
Продуцируют бруцеллы, хеликобактеры.

Антифагоцитарные факторы

Стадии фагоцитоза

Антифагоцитарные факторы

Имеют
поверхностную локализацию –
капсулы, капсулоподобные структуры
Не являются жизненно важными для
бактериальной клетки
Имеют макромолекулярную структуру
Гидрофильны

Антифагоцитарные факторы

Защита
от фагоцитоза может происходить на
различных стадиях процесса:
На стадии узнавания-поглощения
Капсулы, капсулоподобный полисахарид
М-протеин
стрептококков,
К-антиген
грамотрицательных бактерий.
У Staphylococcus aureus А-протеин и фермент
плазмакоагулаза под действием которого вокруг
клеток
образуется
фибриновый
чехол,
препятствующий
распознаванию
бактерий
фагоцитами.

Число(фигура) 11. Негативное контрастирование Streptococcus pyogenes при электронной микроскопии (28,000X). Ореол
вокруг цепочки клеток - капсула из гиалуроновой кислоты, которая окружает бактерии с внешней стороны. Также может быть
замечена септа между делящейся парой клеток.

Колонии Bacillus anthracis. Рост слизистых или мукоидных бактериальные колонии - обычно свидетельствует о продукции
капсул. В случае B. anthracis, капсула состоит из поли-D-глутамина. Капсула - существенный детерминант патогенности
бактерий. На ранних стадиях колонизации и инфекции капсула защищает бактерии от антибактериальной активности
иммунной и фагоцитарной систем.

Бактериальные
капсулы,
контрастированные
китайской
тушью,
рассматриваемые в
световой микроскоп.
Это
истинная
капсула,
обособленный слой
полисахаридов,
вокруг
клеток.
Иногда
бактериальные
клетки
окружены
более беспорядочно
полисахаридным
матриксом,
называемым слизью
или биопленкой.

Антифагоцитарные факторы

Капсула –метод Бурри-Гинса

Микроорганизм
Природа капсулы
Субъединицы капсульного полимера
Acetobacter xylinum
Целлюлоза
Глюкоза
Azotobacter vinelandii
Полиуронид
Глюкуроновая и маннуроновая
кислоты
Bac. antracis
Полипептид
D-Глутоминовая кислота
Bac. licheniformis
Отдельные виды из семейства
Enterobacteriacceae
Многие типы сложных
полисахаридов, колановая
кислота
Cложный полисахарид
Галактоза, глюкоза,
глюкуроновая кислота, ПВК,
фукоза
и др.
Галактоза,
галактуроновая
Leuconostoc mesenteroides
Глюкан (декстран)
кислота, фукоза
Глюкоза
Pseudomonas aerugenosa
Полиуронид или другие
полисахариды
Гиалуроновая кислота
Klebsiella pneumoniae
Streptococcus haemoliticus
Streptococcus pyogenes
Sterptococcus pneumoniae
Многие типы сложных полимеров,
например: Тип I
Тип II
Sterptococcus salivarius
Фруктан (леван)
N. meningitidis
Полисахарид
H. influenzae
Полисахарид
Глюкуроновая. Маннуроновая
кислота
N-ацетилглюкозамин,
глюкуроновая кислота
3-Дезоксигалактоза,
галактуроновая кислота,
глюкоза, глюкуроновая кислота
Фруктоза
полимер N-ацетилманнозамина
фосфата (группа А); полимер
сиаловой кислоты (группа B и
С)
Полирибозфосфат

Антифагоцитарные факторы

Выживание
микробных клеток после поглощения
фагоцитом.
Препятствие слиянию фагосомы с лизосомой –
корд-фактор микобактерий
Подавление процессов закисления в фаголизосоме
приводит к нарушению действия лизосомальных
ферментов, гены локализованы в составе островка
патогенности (SpI2), экспрессируются только после
попадания микроорганизма внутрь фагоцитов.
Разрушение мембраны фагосомы до слияния с
лизосомой – листерии, риккетсии. В формировании
поры
в
мембране
фагосомы
участвуют
листериолизин и фосфолипазы.

Незавершенный фагоцитоз

Инвазия нефагоцитирующих клеток

Активная
инвазия клеток, не относящихся к
фагоцитам, прежде всего эпителиальных:
внутри таких клеток микроорганизмы не
подвергаются никаким неблагоприятным
воздействиям.
Описанную
стратегию
используют сальмонеллы и шигеллы.
Стафилококки, пиогенные стрептококки и
микобактерии, проникают внутрь фагоцитов,
используя
рецепторы
к
комплементу.
Фагоцитоз,
опосредованный
этими
рецепторами, не приводит к выраженной
активации бактерицидных систем фагоцитов.

Уклонение от иммунного ответа

Вариабельность
антигенных свойств
Антигенная мимикрия
Образование L-форм
Экранирование антигенных
детерминант с помощью капсул

Streptococcus sp

Pseudomonas

Pseudomonas aeruginosa

Бактериальные токсины

Оказывают непосредственное
патологическое действие
Экзотоксины (белковые токсины)–
выделяются преимущественно в
окружающую среду.
Эндотоксины- связаны со структурой
бактериальной клетки

Бактериальные токсины

Характерные свойства белковых
токсинов
Токсичность
Специфичность
Термолабильность
Иммуногенны-образуют анатоксины

Бактериальные токсины

Простые – полипептидная цепь
Сложные – несколько связанных полипептидных
цепей, соединенных между собой.
Простые токсины вырабатываются в неактивной
форме (протоксин) – активируются протеазами.
Биологический смысл активации – образование
бифункциональной системы субъединицы А и В.
В- транспортную и рецепторную функцию
А- обладает ферментативными свойствами,
оказывает специфическое действие

Классификация по механизму действия

Ингибируют синтез белка- цитотоксины
Повреждают
клеточные
мембраны-
мембранотоксины
Нарушают
передачу
сигналов
–
функциональные блокаторы
Токсины
протеазыфункциональные
блокаторы
Токсины суперантигены - иммунотоксины

Механизм действия токсинов Нарушающие синтез белка

Дифтерийный токсин –простой. Обладает
Рибозил-трансферазной
активностью,
переносит ADF-рибозу
На мишень фактор элонгации, трансферазу-2,
нарушают элонгацию полипептидных цепей

Токсины, нарушающие синтез белка

Шига-токсин
– Субъединица А, обладающая
ферментативной активностью, действует
как N-гликозидаза, отщепляя единичный
адениновый остаток от 28S рибосомальной
РНК.
Вызывает ферментативное повреждение
28s рибосомальной РНК эпителиоцитов
толстого
кишечника,
нарушается
функционирование
рибосом,
факторы
элонгации
не
могут
связаться
с
рибосомами, нарушается синтез белка,
клетка погибает.

Порообразующие токсины.

Бактериальные
токсины, функционирующие
посредством
вставки
в
плазматическую
мембрану хозяина и формирующие в ней
трансмембранные поры, приводящие клетку к
лизису.

Токсины, повреждающие клеточные мембраны.

Порообразующие-гемолизины и
лейкоцидин.
Могут повреждать моноциты, тромбоциты.
Альфа токсин стафилококков
Нарушающие целостность мембран
клеток с помощью ферментативного
гидролиза фосфолипидов –
фосфолипаза C. perfringens
Токсины, повреждающие клеточные
мембраны.

Типы гемолиза на кровяном агаре

β-гемолитические стрептококки группы А (Streptococcus pyogenes)

Функциональные блокаторы (активаторы путей метаболизма вторичных мессенджеров

Нарушающие функцию аданилатциклазы –
Холерный
токсин –сложный токсин, состоит из
субъединицы А и 5 субъединиц В, в виде кольца
А1
обладает
гликогидролазной
и
рибозилтрансферазной активностью.
ADF-рибоза переносится на ГТФ
Активируется
аденилатциклаза,
приводит
к
избыточному накоплению цАМФ
Нарушается транспорт электролитов
Избыток в кишечнике приводит к повышению
осмотического давления в кишечнике, из клетки
секретируется вода

Холерный токсин

Нейротоксины C.botulinum (BoNT серотипов A vG) и C.tetani -протеазы

Нейротоксины
синтезируются
в
виде
неактивных полипептидов с молекулярной
массой до 150 кДа. Каждая активная молекула
нейротоксина состоит из тяжелой (100 кДа) и легкой
(50 кДа) цепочек, соединенных единичной
бисульфидной связью. Тяжелая цепь содержит два
домена: участок, ответственный за транслокацию
токсина в N-концевой части, и область на C-конце,
регулирующую связывание токсина с клеткой. Легкие
цепочки
содержат
цинксвязывающие
последовательности, для осуществления протеазной
активности токсина, зависящей от ионов цинка.

Клеточные мишени -группа белков, необходимых для соединения синаптических пузырьков с пресинаптическими плазматическими мембранами с по

Тетаноспазмин –столбнячный токсин, простой токсин
Для активации необходимо протеолитическое
расщепление на легкую и тяжелые цепи
Клеточные мишени
-группа белков,
необходимых для
соединения
синаптических
пузырьков с
пресинаптическими
плазматическими
мембранами с
последующим
высвобождением
нейромедиаторов

Нейротоксин

Столбнячный
токсин поражает два вида
нейронов. Он связывается с рецепторами
пресинаптической
мембраны
моторных
нейронов,
затем с помощью обратного
везикулярного транспорта перемещается в
спинной мозг, где внедряется в тормозные и
вставочные нейроны.
Расщепление везикулоассоциированного
мембранного протеина и синаптобревина в
этих нейронах приводит к нарушению
высвобождению
глицина
и
гаммааминомаслянойкислоты, которые способны
прекращать мышечное сокращение

Протеолитические токсины нейротоксины

Обладает
протеазной
активностью,
разрушает
белок
синаптобревин,
блокирует систему торможения –судороги
Ботулотоксин
–
действует
как
эндопротеаза, разрушает белки-мишени,
нарушает
секрецию
ацетилхолина,
блокада мотонейронов, вялые параличи.

Токсины-суперантигены, активаторы иммунного ответа

Иммуностимулирующий
потенциал токсинов является
следствием их способности связывать различные
участки белков главного комплекса
гистосовместимости II типа, экспрессированных на
поверхности антигенпрезентирующих клеток и Vбетаэлементы на Т-клеточном рецепторе.
Связывание TSST-1 с Vбета2 приводит к массивной
пролиферации более 20% периферических Т-клеток.
Следствием Т-клеточной экспансии является
массивное высвобождение цитокинов
Цитокины вызывают гипотензию, высокую
температуру и диффузные эритематозные высыпания

Токсины-суперантигены

Эндотоксин

Сложный
липополисахаридный
комплекс,
содержится
в
клеточной
стенке
грамотрицательных бактерий и
выделяется в окружающую среду
при
лизисе
бактерий.
ЛПС
включает
3
ковалентносвязанных компонента:

Эндотоксины

Липид А
Центральный
олигосахарид
О-антиген

Эндотоксины

Эндотоксины
не обладают
специфичностью,
термостабильны, менее
токсичны, обладают слабой
иммуногенностью.

Чтобы возникла инфекционная болезнь, необходимо наличие возбудителя, обладающего патогенностью вообще и вирулентностью в частности. Одинаковы ли эти понятия? Патогенность микроба - видовой генетический признак, его потенциальная возможность вызвать при благоприятных условиях инфекционный процесс. По этому признаку все существующие микроорганизмы подразделяют на патогенные, условно-патогенные и сапрофиты. Фактически все возбудители инфекционных болезней являются патогенными, но далеко не все из них способны вызвать инфекционную болезнь, чтобы это произошло, микроорганизм, хотя и принадлежащий к патогенному виду, должен обладать вирулентностью. Поэтому нельзя ставить знак равенства между патогенностью и вирулентностью.

Микроорганизм считается вирулентным, если он при внедрении в организм животного, даже в исключительно малых дозах, приводит к развитию инфекционного процесса. Никто не сомневается в патогенности сибиреязвенной бациллы, между тем среди культур этого микроба изредка, но встречаются авирулентные штаммы, не способные вызвать заболевания у овец и даже кроликов. Бактерии рожи свиней принадлежат к патогенному виду, но немало разновидностей этого микроба было выделено из организма совершенно здоровых свиней, индеек, рыб.

Свойства патогенности и вирулентности

ПАТОГЕННОСТЬ (Pathogenicity) - видовое свойство возбудителя, характеризующее его способность размножаться и вызывать те или иные патологические изменения в организме без дополнительной адаптации. В вирусологии понятие патогенность относится к типу вируса и означает, что данное свойство представлено у всех штаммов (изолятов) этого типа. Понятию патогенность не противоречит тот факт, что высокоаттенуированные штаммы практически утратили многие отличительные черты своего типа, т. е. оказались лишенными способности к патологическому воздействию на организм хозяина. Патогенность обычно описывается только качественными признаками

ВИРУЛЕНТНОСТЬ - это степень патогенности конкретного микроорганизма. Ее можно измерить. За единицу измерения вирулентности условно приняты летальная и инфицирующая дозы. Минимальная смертельная доза - DLM (Dosis letalis minima) - это наименьшее количество живых микробов или их токсинов, вызывающее за определенный срок гибель большинства взятых в опыт животных определенного вида. Но поскольку индивидуальная чувствительность животных к патогенному микробу (токсину) различна, то была введена безусловно смертельная доза - DCL (Dosis certa letalis), вызывающая гибель 100 % зараженных животных. Наиболее точной является средняя летальная доза - LD 50, т. е. наименьшая доза микробов (токсинов), убивающая половину животных в опыте. Для установления летальной дозы следует принимать во внимание способ введения возбудителя, а также массу и возраст подопытных животных, например, белые мыши - 16-18 г, морские свинки - 350 г, кролики - 2 кг. Таким же образом определяют инфицирующую дозу (ID), т. е. количество микробов или их токсинов, которое вызывает соответствующую инфекционную болезнь.

Высоковирулентные микроорганизмы способны вызвать заболевание животных или человека в самых малых дозах. Так, например, известно, что 2-3 микобактерии туберкулеза при введении в трахею вызывают у морской свинки туберкулез со смертельным исходом. Вирулентные штаммы сибиреязвенной бациллы в количестве 1-2 клеток могут вызвать смерть у морской свинки, белой мыши и даже крупного животного.

У одного и того же микроорганизма вирулентность может значительно колебаться. Это зависит от ряда биологических, физических и химических факторов, воздействующих на микроорганизм. Вирулентность микроорганизма можно повысить или понизить искусственными приемами.

Длительное выращивание культур вне организма на обычных питательных средах, выращивание культур при максимальной температуре (опыты Л. Пастера и Л. С. Банковского), добавление к культурам антисептических веществ (двухромовокислый калий, карболовая кислота, щелочь, сулема, желчь и т. д.) ослабляют вирулентность микроорганизмов.

Пассирование (последовательное проведение) возбудителя какой-либо инфекционной болезни через определенный вид животного от зараженного к здоровому, например возбудителя рожи свиней через организм кролика, ослабляет вирулентность для свиней, но усиливает ее для самих кроликов. Действие бактериофага (биологический фактор) может привести к ослаблению вирулентности микроорганизмов.

Усиление вирулентности под действием протеолитических ферментов можно наблюдать у Cl . perfringens при естественной ассоциации с возбудителями гниения (например, сарцинами) или при искусственном воздействии ферментом животного происхождения (например, трипсином).

Связан этот эффект со способностью протеаз активизировать протоксины, т. е. предшественники эпсилон-токсина типов В и D и йота-токсина типа Е Cl . perfringens .

Вирулентность микроорганизмов связана с токсигенностью и инвазивностью.

Токсигенность (греч. toxicum - яд и лат. genus - происхождение) - способность микроба образовывать токсины, которые вредно действуют на макроорганизм, путем изменения его метаболических функций.

Инвазивность (лат. invasio - нашествие, нападение) - способность микроба преодолевать защитные барьеры организма, проникать в органы, ткани и полости, размножаться в них и подавлять защитные средства макроорганизма. Инвазионные свойства патогенных бактерий обеспечиваются за счет микробных ферментов (гиалуронидаза), капсул и других химических компонентов микробов.

Основные факторы вирулентности микробов. Под факторами вирулентности понимают приспособительные механизмы возбудителей инфекционных болезней к меняющимся условиям макроорганизма, синтезируемые в виде специализированных структурных или функциональных молекул, при помощи которых они участвуют в осуществлении» инфекционного процесса. По функциональному значению их разделяют на четыре группы: 1) микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме; 2) поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в макроорганизме; 3) поверхностные структуры бактерий, обладающие антифагоцитарным действием; 4) факторы патогенности с токсической функцией.

К первой группе относятся:

Гиалуропидаза. Действие этого фермента в основном сводится к повышению проницаемости тканей. Кожа, подкожная клетчатка и межмышечная клетчатка содержат мукополисахариды и гиа-луроновую кислоту, которые замедляют проникновение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии. Гиалу-ронидаза способна расщеплять мукополисахариды и гиалуроновую кислоту, в результате чего повышается проницаемость тканей и микроорганизм свободно продвигается вглубьлежащие ткани и органы животного организма. Синтезируют этот фермент бру-целлы, гемолитические стрептококки, клостридии и другие микроорганизмы.

Фибринолизии. Некоторые штаммы гемолитического стрептококка, стафилококков, иерсиний синтезируют фибринолизин, который разжижает плотные сгустки крови (фибрин). Гиалуронидаза и фибринолизин увеличивают способность патогенных микробов генерализировать процесс и устраняют химико-механическис препятствия на пути внедрения микробов в глубь тканей.

Нейрамипидаза отщепляет от различных углеводов связанные с ними гликозидной связью концевые сиаловыс кислоты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, разжижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника. Синтезируется она пастсреллами, иерсиниями, некоторыми клостридиями, стрепто-, диплококками, вибрионами др.

ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеризуют нуклеиновую кислоту, обычно появляющуюся при разрушении лейкоцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микробов. Продуцируется фермент стафилококками, стрептококками, клостридиями и некоторыми другими микробами.

Коллагечаза гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие пролин. В результате расщепления коллагеновых структур наступает расплавление по мышечной ткани. Вырабатывают фермент клостридии злокачественного отека, особенно сильно Clostridium histolyticum .

Коагулаза. Цитратная или оксалатная кровяная плазма человека и животных быстро свертывается вирулентными штаммами золотистого стафилококка, таким же свойством обладают некоторые штаммы кишечной палочки и сенной бациллы. Свертывание цитратной или оксалатной крови происходит вследствие выработки перечисленными микроорганизмами фермента коагулазы.

Вторая группа включает в себя патогенные микроорганизмы, у которых обнаружены ворсинки, жгутики, пили, рибито-тейхоевые и липотейхоевые кислоты, липопротеиды и липополиса-хариды, способствующие закреплению их в макроорганизме. Это явление названо адгезией, т. е. способностью микроба адсорбироваться (прилипать) на чувствительных клетках. Адгезивность хорошо выражена у эшерихий (штаммы К-88, К-99), которые продуцируют соответствующие белковые антигены, позволяющие бактериям прикрепляться к слизистой тонких кишок, накапливаться здесь в больших количествах, продуцировать токсины и таким образом поражать макроорганизм.

Третья группа включает в себя бактерии, содержащие поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарным действием. К ним относятся А-протеин золотистого стафилококка, М-протеин пи-огенного стрептококка, vi -антиген сальмонелл, липиды корд-фактора микобактерий туберкулеза и др. Механизм антифагоцитарного действия этих микробов объясняют не токсигенностью, а способностью блокировать антитела (опсонины) или отдельные фракции комплемента (например, Сз), способствующие фагоцитозу.

Бациллы сибирской язвы, пневмококки могут синтезировать выраженную капсулу, хорошо заметную в мазках-отпечатках, приготовленных из свежего патологического материала или из культур, выращенных на сывороточных средах. Доказано, что капсульное вещество - полисахарида у пневмококков, полипептид d -глутаминовой кислоты у сибиреязвенной бациллы - не простая механическая преграда для бактерицидных соков организма, химических, лекарственных веществ, антибиотиков; капсула и ее вещество защищают бактерии от переваривания. Капсула подавляет фагоцитоз бактерий, обеспечивает их устойчивость к антителам и усиливает их инвазионные свойства. Например, капсулообразующие сибиреязвенные бациллы не подвергаются фагоцитозу, в то время как бескапсульные варианты легко фагоцитируются.

Данный фактор патогенности сибиреязвенного микроба настолько важен, что его используют в качестве критерия для оценки степени вирулентности возбудителя сибирской язвы, а в медицинской и ветеринарной практике успешно используют вакцины (СТИ и ВГНКИ) против этой болезни, представляющие собой взвесь жизнеспособных спор бескапсульных штаммов сибиреязвенных бацилл.

К этой же группе факторов патогенности можно отнести нетоксичные неантигенные капсульные структуры некоторых стрептококков- (например, группы А), построенные из гиалуроновой кислоты. Ввиду общности с межклеточным веществом макроорганизма они, вероятно, не распознаются хозяином и остаются нефагоцитированными.

Четвертая группа включает в себя токсины. Среди токсинов микробного происхождения различают экзо- и эндотоксины. Экзотоксины - высокоактивные яды, выделяемые микроорганизмом на протяжении его жизни в качестве продуктов обмена в окружающую среду (организм животного, пробирка с культурой микроба). Эндотоксины - менее ядовитые по сравнению с экзотоксинами вещества, образующиеся в результате распада микробной клетки. Следовательно, эндотоксины представляют собой фрагменты или отдельные химические компоненты микробных клеток.

Экзотоксины в основном образуют грамположительные микроорганизмы (возбудители ботулизма, столбняка, газовой инфекции и др.), а эндотоксины образуют клетки грамотрицательных микробов (сальмонеллы, кишечная палочка, протей и др.).

Факторы патогенности - это материаль­ные носители, обуславливающие способность микробов вызывать инфекционный процесс. Изучение факторов патогенности позволяет понять, чем патогенный микроб отличается от непатогенного и чем восприимчивый мак­роорганизм отличается от невосприимчивого. В отличие от сапрофитов, патогенные микро­бы для того, чтобы преодолеть естественные барьеры макроорганизма и существовать в нем, должны обладать способностью к адгезии и колонизации, инвазивностью, т. е. способ­ностью к преодолению защитных барьеров макроорганизма, проникновению во внут­реннюю среду макроорганизма за пределы входных ворот инфекции и распростране­нию в его тканях, проникновению в клетки макроорганизма (пенетрация), а также обла­дать агрессивностью, т. е. способностью по­давлять неспецифическую и специфическую реактивность организма за счет агрессинов, интерферирующих с защитными факторами макроорганизма, в том числе противостоять фагоцитозу. В настоящее время термин «инвазивность», подразумевающий способность сохраняться в макроорганизме и размножаться в нем, при­меняют и в отношении внеклеточных парази­тов, таких как стафилококки, стрептококки, псевдомонады и т. д. Кроме того, патогенные микробы должны оказывать токсическое воз­действие на макроорганизм. Каждую из этих функций патогенные микробы реализуют с помощью специализированных структур, со­стоящих из макромолекул, которые являются материальными носителями патогенности, обуславливающими специфичность инфек­ционного процесса. В основе специфичности лежит механизм биологического распознава­ния по принципу комплемента

Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Единицы измерения вирулентности.

Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность , 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.

Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL50 (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных животных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, способ заражения, срок гибели.

Существует три единицы измерения вирулентности (и, одновременно, силы бактериального токсина):

LD50 (доза, вызывающая смерть у 50% животных ),

DLM (минимальная смертельная доза – dosisletalisminima ) и

DCL (абсолютно смертельная доза – dosiscertaeletalis).

Все они вычисляются по одинаковому принципу, хорошо иллюстрирующемуся определение 1 DLM для дифтерийного токсина: минимальное его количество, которое при внутрибрюшинном заражении морской свинки массой 250-300 г вызывает ее гибель на 4 сутки. На практике вирулентность всегда измеряют на группе подопытных животных и, как видно из приведенного определения, при этом учитывают четыре фактора, от которых зависит величина вирулентности.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).

Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса. Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией. Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. 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. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др.

Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани.

Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализованно.

Адгезия, которой придается большое значение как фактору патогенности, широко используется бактериями в любой среде обитания. Так, ле- гионеллы активно прикрепляются к поверхности цианобактерий Fischerella.

Размножение легионелл и синегнойной палочки наблюдали только на покрытиях, содержащих органические соединения, которые, очевидно, используются в метаболизме бактерий. Установлена адгезия ряда бактерий, в том числе родов Pseudomonas и Serratia, к поверхности пузырьков газа в воде. Адгезия играет основную роль в трофических процессах - в потреблении ряда веществ. В почвенной микробиологии известно, что адгезия к субстрату является важной функцией микроорганизмов при их существовании в почве.

Установлено усиление адгезии и инвазивных свойств ряда микроорганизмов к клеткам при низких температурах (6 - 25° С), описанное, например, для иерсиний или грибов Candida albicans.

В процессе адгезии к разным субстратам в почве или воде Р. aeruginosa, как и другие псевдомонады, используют фимбрии или пили.

Итак, адгезия и колонизация поверхностей имеет место не только в организме хозяина, но и во внешней среде, реализуется посредством универсальных механизмов, причем адгезивная активность бактерий и грибов может быть максимальна при более низких температурах, чем температура тела теплокровных.

Многие почвенные сапрофиты, такие как В. mesenthericus, В. subtilis, Ps. aeruginosa, Ps. fluorescens, могут проявлять фитопатогенные свойства. Заболевания растений вызываются и Е. coli. Это связано с наличием у почвенных бактерий ферментов, вызывающих мацерацию растительных тканей.

Активность ряда ферментов усиливается при низких температурах: например, каталазная активность, характерная для психрофитов, у псевдотуберкулезного микроба при 12 С возрастает в 2-3 раза по сравнению с температурой 37 С. При низких температурах возрастает также активность гиалуронидазы и нейраминидазы.

Универсальна и другая группа факторов патогенности, связанная с защитой от фагоцитоза. Многие сапрофитические бактерии также образуют капсулы и капсулоподобные структуры для защиты от неблагоприятных факторов среды. Блокирование активного фагоцитоза макрофагами теплокровных также имеет аналоги в природе.

Установлены общие закономерности взаимодействия как с макрофагами, так и с простейшими, у грибов Aspergillus. Они детально изучены у иерсиний, часть которых не переваривается, а активно размножается в вакуолях инфузорий, разрушая их и выходя во внешнюю среду. Устойчивость к перевариванию простейшими свойственна и псевдомонадам, причем в обоих случаях видна аналогия с событиями в макрофагах.

Очевидна первичность этих адаптаций бактерий к простейшим, совместно с которыми они постоянно обитают в почвенных или водных экосистемах и которые поддерживают бактериальные популяции.

В пользу предположения о каких-то функциях бактериальных токсинов вне организма хозяина свидетельствует и то, что максимум токсинов образуется нередко при 20 С.

Ботулинические токсины, как известно, продуцируются и накапливаются в прибрежном иле водоемов, иногда вызывая массовую гибель водоплавающих птиц, или в консервированных продуктах, обусловливая вспышки ботулизма среди людей. Надо обладать большим воображением, чтобы усмотреть здесь закономерную, эволюционно выработанную роль токсина как специального фактора патогенности микроба в отношении хозяина. Тогда микроб адаптировался к консервированию продуктов - единственному пути проникновения токсина в организм человека?

К этому можно добавить и следующее соображение: сама токсиген- ность не является постоянным свойством данного микроорганизма. Синтез большинства энтеротоксинов кодируется генами, локализованными в плазмидах или мобильных генетических элементах, что создает принципиальную возможность приобретения и утраты tox-генов в популяции данного вида и даже межвидового генетического обмена в микробных сообществах почвы или воды.

Таблица 1

Типы взаимодействия популяций 2 видов

Тип взаимодействия	Популяции		Характер взаимодействия
Конкуренция			Каждая популяция подавляет другую
Нейтрализм			Популяции не влияют друг на друга
Мутуализм			Взаимодействие благоприятно обеим популяциям и является облигатным
Протокооперация			Взаимодействие благоприятно обеим популяциям, но не является облигатным
Хищничество			Особи популяции хищников потребляют членов популяции жертвы
Комменсализм			Популяция комменсала (А) получает выгоду, а популяция хозяина не испытывает влияния
Аменсализм			Популяция А подавляется, а В - не испытывает влияния

Примечание. Подавление популяции обозначается знаком «-», благоприятные условия - знаком «+», отсутствие влияния - «О».

1. белок наружной мембраны инвазин – обеспечивает резистентность к фагоцитозу;

2. фермент супероксиддисмутаза – антифагоцитарная активность сальмонелл;

3. эндотоксин – развитие лихорадки;

4. энтеротоксин – обладает гомологией с холерным энтеротоксином.

У человека сальмонеллы могут вызывать две группы заболеваний: 1) антропонозные – брюшной тиф и паратиф А и В; 2) зооантропонозные – сальмонеллезы.

Возбудителями брюшного тифа являются S. typhi, паратифа А – S. paratyphi A, а паратифа В - S. paratyphi B.

Основные клинические проявления: циклическое течение, поражение лимфатического аппарата тонкого кишечника, лихорадка (повышение температуры к 4-7 суткам), интоксикация, появление розеолезной сыпи, живот вздут вследствие накопления в кишках большого количества газов, бред, галлюцинации, падение кровяного давления, коллапс, язык на спинке обложен грязновато-белым налетом, по краям и с кончика чистый, по боковой поверхности на языке заметны отпечатки зубов. Осложнение – перфорация тонкой кишки и кишечное кровотечение. Иммунитет после перенесенного заболевания напряженный и длительный.

Источник инфекции: больной человек и бактерионоситель, которые выделяют возбудителя во внешнюю среду с испражнениями, мочой, слюной. Пути передачи: водный, контактный, пищевой (молоко, сметана, творог, мясной фарш).

Лабораторная диагностика. Материал для исследованияопределяется характером инфекционного процесса:

2. испражнения

4. дуоденальное содержимое

6. труп (кусочки паренхиматозных органов кровь из сердца, желчь, содержимое и отрезок тонкой кишки).

Методы лабораторной диагностики.1 неделя заболевания и в течение всего лихорадочного периода – метод гемокультуры – посев крови в желчный бульон с последующим пересевом на плотные питательные среды. С конца второй недели заболевания проводят бактериологический метод исследования испражнений, дуоденального содержимого. Бактериологическое исследование желчи дает лучшие результаты. Начиная со второй недели заболевания проводятся серологические исследования. В крови болных брюшным тифом и паратифов с 8-10 дней болезни появляются АТ к О- и Н- антигенам, которые можно обнаружить с помощью реакции агглютинации (РА) Видаля и реакции пассивной Vi-гемагглютинации. Диагностическим титром у непривитых людей считают титр агглютинации 1: 100 при соответствующих клинических показаниях. У ранее привитых больных титр Н-АТ 1:200 не является надежным диагностическим признаком. У таких больных диагностический титр должен быть не менее 1:400. Подтверждением активно текущего инфекционного процесса является нарастание титра О-АТ в период болезни. К исходу болезни титр О-АТ понижается, но накапливаются Н- агглютинины. Для выявления хронического носительства бактерий брюшного тифа используют РНГА с эритроцитарным Vi диагностикумом. Диагностическое значение имеет титр 1:40 и выше. Всех здоровых людей с титром 1:80 относят к подозрительным на носительство брюшного тифа.

Лечение. Этиотропная антибиотикотерапия с учетом чувствительности возбудителя.

Профилактика. Для специфической профилактики брюшного тифа используют обогащенную Vi- антигеном вакцину, по эпидемическим показаниям назначают сухой брюшнотифозный бактериофаг. Неспецифическая профилактика включает: санитарно-бактериологический контроль за системами водоснабжения, соблюдение санитарно-гигиенических правил при приготовлении пищи, выявление бактерионосителей среди работников пищеблоков, торговли, своевременное выявление и изоляция больных.

Возбудителями сальмонеллезовявляются многочисленные серовары сальмонелл патогенные для человека и животных. Чаще всего – это S. typhimurium, S. enteritidis, S. heidelberg, S. newport, S. dublin, S. choleraesuis. На территории России доминирует в качестве возбудителя сальмонеллезов - S. enteritidis.

Основной резервуар инфекции – сельскохозяйственные животные, птица (водоплавающая) и куры. Пути передачи: водный, алиментарный. Факторы передачи: мясо, молоко, яйца, субпродукты.

Сальмонеллезная инфекция обычно протекает с клиникой ПТИ (гастроэнтерит). Однако может протекать наряду с кишечной формой и внекишечные: менингит, плеврит, эндокардит, артрит, абсцессы печени, селезенки, пиелонефрит. Это связано с увеличением числа лиц с иммунодефицитом. При снижении иммунного статуса сальмонеллы могут прорывать лимфатический барьер кишечника и проникать в кровь. Развивается бактеремия и становятся возможными внекишечные поражения.

За последние годы сформировались госпитальные штаммы, в частности, S. typhimurium. Они отличаются от остальных клиникой, эпидемиологией, патогенезом. Госпитальные штаммы вызывают вспышки внутрибольничных инфекций, в основном, среди новорожденных и ослабленных детей. Эти штаммы характеризуются множественной лекарственной устойчивостью, детерминированной R плазмидой.

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования являются:

2. испражнения

3. рвотные массы и промывные воды желудка

4. дуоденальное содержимое

Методы лабораторной диагностики: 1) бактериологический, 2) серологический (РНГА).

Лечение.Применяется патогенетическая терапия, направленная на нормализацию водно-солевого обмена. При генерализованных формах – этиотропная антибиотикотерапия.

Профилактика. Неспецифическая: проведение ветеринарно-санитарных мероприятий, направленных на предупреждение распространения возбудителей среди сельскохозяйственных животных и птицы, а также соблюдение санитарно-гигиенических правил при убое на мясоперерабатывающих предприятиях, при хранении мяса и мясных продуктов, приготовления пищи, достаточная термическая обработка пищевых продуктов.

Специфическая профилактика сальмонеллеза у сельскохозяйственных животных и птицы.

Шигеллы.

Возбудители дизентерии относятся к семейству Enterobacteriaceae, роду Shigella, который включает 4 вида, отличающихся по биохимическим свойствам и антигенной структуре: S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii, S. sonnei.

Шигеллы – грамотрицательные, неподвижные палочки, спор и капсул не образуют. На плотных питательных средах Плоскирева, Левина, Эндо образуют мелкие гладкие, блестящие, полупрозрачные колонии. На жидких – диффузное помутнение.

Основные биохимические свойства: отсутствие газообразования при ферментации глюкозы, отсутствие продукции сероводорода, отсутствие ферментации лактозы в течение 48 часов.

Выживаемость во внешней среде. Шигеллы хорошо переносят высушивание, низкие температуры, при 60 0 С погибают через 30 мин, при 100 0 С – мгновенно.

Антигенная структура.Шигеллы имеют соматический О-антиген, в зависимости от строения которого происходит их подразделение на серовары. S. sonnei обладает К-антигеном.

Факторы патогенности.

1. плазмида инвазии – обеспечивает процесс инвазии слизистой толстого кишечника;
2. токсины – шига и шигаподобные – токсин попадает в кровь и наряду с эндотелием подслизистой поражает гломерулы почки, вследствие, помимо кровавого поноса развивается гемолитический уремический синдром с развитием почечной недостаточности;

Эпидемиология.Источник инфекции – больные люди и бактерионосители.

Механизм передачи. Фекально-оральный. Путь передачи: S. dysenteriae– контактно-бытовой, S. flexneri– водный, S. sonnei– алиментарный.

Шигеллезы распространены повсеместно. Чаще всего возникают в виде вспышек алиментарного и водного характера.

Клинические проявления. Шигеллы, минуя желудок и тонкий кишечник, прикрепляются к рецепторам колоноцитов и проникают внутрь с помощью белка наружной мембраны. Гибель клеток приводит к образованию эрозий и язв, окруженных перифокальным воспалением. Бактериальная дизентерия характеризуетсяпоражением слизистой и ткани толстого кишечника и характерными симптомами со стороны желудочно-кишечного тракта: тенезмы, частый жидкий стул с примесями слизи и крови. Осложнением шигеллезов может быть развитие кишечного дисбактериоза.

Микробиологическая диагностика. Материалом для исследования служат испражнения. Для посева отбираются гнойно-слизисто-кровяные образования из средней порции кала.

К основным методам лабораторной диагностики относятся: 1) бактериологический; 2) серологический (РПГА)- определение в сыворотке крови антител.

Этиотропная терапия: в среднетяжелой и тяжелой степени заболевания назначаются антибиотики с учетом чувствительности возбудителя.

Специфическая профилактика. Дизентерийный бактериофаг (применяется в очагах инфекции).

Эшерихии.

Возбудитель эшерихиозов относится к семейству Enterobacteriaceae, роду Escherichia, который включает несколько видов. В патологии человека имеет значение только вид E. сoli.

Эшерихии – грамотрицательные палочки среднего размера, подвижны за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Не образуют спор, некоторые штаммы имеют микрокапсулу. На питательной среде Эндо образуют колонии малинового цвета с металлическим блеском, в жидкой среде вызывают диффузное помутнение. Обладают высокой ферментативной активностью. Расщепляют углеводороды с образованием кислоты и газа (имеются безгазовые варианты). Ферментируют лактозу (встречаются лактозонегативные варианты).К основным биохимическим свойствам относятся: продукция кислоты и газа при ферментации глюкозы; ферментация лактозы; неспособность образовывать сероводород; продукция индола.

Антигенная структура. E. Coliобладает сложной антигенной структурой. Имеет соматический О-антиген, определяющий серогруппу. Известно около 171 разновидностей.О-антигена. Поверхностный К-антиген может быть представлен 3 антигенами: А, В и L, отличающихся по чувствительности к температуре и химическим веществам. У эшерихий встречается более 97 разновидностей К-антигена. Типоспецифический Н-антиген определяет серовар, которых насчитывается более 57.

Антигенная структура обозначается формулами серогруппы как О:Н, серовара – О:К:Н, например: О12:В6:Н2.

Различают условно-патогенные и патогенные (диареегенные) эшерихии.

Условно-патогенные эшерихии входят у человека в состав нормальной микрофлоры кишечника и влагалища. Заболевания, которые вызывают УП кишечные палочки называют парентеральные эшерихиозы. При снижении иммунологической реактивности кишечная палочка может покидать место своего постоянного обитания (кишечник) и гематогенно либо лимфогенно распространяться, вызывая гнойно-воспалительные процессы различной локализации. УП кишечные палочки выявляются при циститах, пиелитах, холециститах, уретритах, менингитах, сепсисе, пневмониях, тонзиллитах, аппендицитах, вызывают пищевые токсикоинфекции. 80% менингитов новорожденных вызваны E.сoli, которой новорожденный заражается через родовые пути. Основным фактором патогенности УП кишечных палочек является образование эндотоксина. Из условно-патогенных кишечных палочек могут формироваться полирезистентные к антибиотикам штаммы за счет R- плазмид, которые становятся ВБИ.

Патогенные E.сoli являются возбудителями кишечного эшерихиоза, ОКИ. Они получили название диареегенных. Они подразделяются на 4 основные категории, исходя из наличия у них факторов патогенности.

1. ЭТКП – энтеротоксигенные кишечные палочки – возбудители холероподобных заболеваний. Патогенность определяется выработкой термолабильного структурно и функционально связанного с холерным токсином и термостабильного энтеротоксина, которые нарушают водно-солевой обмен в кишечнике, приводя к развитию водянистой диареи;

2. ЭИКП – энтероинвазивные кишечные палочки внедрятся и размножаются в эпителиальных клетках слизистой стенки толстого кишечника, вызывая их деструкцию. Следствием этого является развитие дизентериеподобного заболевания;

3. ЭПКП – энтеропатогенные кишечные палочки вызывают диарею у детей первого года жизни. Продуцируют шигаподобные токсины, поражают тонкий кишечник и вызывают колиэнтериты. Заболевание часто протекает как ВБИ в отделениях новорожденных и грудных детей.

4. ЭГКП – способны вызывать у людей кровавый понос (геморрагический колит) с последующим осложнением в виде гемолитического уремического синдрома. Источником инфекции являются крупный рогатый скот и овцы. Основной путь передачи – алиментарный через мясо, прошедшее недостаточную термическую обработку. Поражаются слепая, восходящая и поперечная толстые кишки. Патогеннсть определяется с выработкой шигаподобных токсинов, синтезом гемолизина

Иммунитет. Парентеральные эшерихиозы чаще возникают на фоне иммунодефицитных состояний. Надежный иммунитет к ним не вырабатывается. При кишечных эшерихиозах наблюдается выработка местного иммунитета, опосредованного секреторным Ig A.

Лабораторная диагностика. Основной метод – бактериологический.

Специфическая профилактика не разработана.

Неспецифическая профилактика сводится к соблюдению санитарно-гигиенических правил, санитарному контролю за источником водоснабжения, пищевыми предприятиями, продуктами питания.

Для этиотропной терапии используют антибиотики.

Холерный вибрион.

Холера – особо опасная карантинная болезнь, вызываемая Vibrio cholerae, серогрупп О1 и О139 , характеризующаяся токсическим поражением тонкого кишечника, нарушением водно-солевого баланса и высокой летальностью.

Возбудитель холеры относится к семейству Vibrionaceae, роду Vibrio, виду Vibrio cholerae.

Холерный вибрион – небольшая изогнутая палочка, очень подвижная за счет полярного жгутика. Спор, капсул не образует. Грамотрицателен. Аэроб или факультативный анаэроб. Относится к галофильным микроорганизмам, поэтому хорошо растет при рН 8,5-9,0. Элективные среды для него – 1% пептонная вода и щелочной агар. На пептонной воде уже через 6-8 часов роста образуется пленка, на щелочном агаре через 12 часов формируются гладкие, прозрачные с голубоватым оттенком колонии.

Биохимические свойства: сбраживает до кислоты глюкозу, сахарозу, не сбраживают арабинозу, рамнозу, дульцит. Для определения рода используют аминокислоты: аргинин, орнитин, лизин.

По Хейбергу, все вибрионы делятся на 6 групп по отношению к сахарам (манноза, сахароза, арабиноза). Холерный вибрион относится к I группе Хейберга и разлагает маннозу и сахарозу, но не разлагает арабинозу.

Антигенная структура . Холерные вибрионы обладают термостабильным О-антигенами и термолабильными Н-антигенами. По структуре О-АГ выделяют более 150 серогрупп, определяемых в реакциях агглютинации. О-антиген Vibrio cholerae О1 состоит из трех компонентов, в зависимости от сочетании которых различают три серовара: Огава, Инаба, Гикошима. Помимо сероваров внутри Vibrio cholerae О1 выделяют два биовара: классический и эль-тор. Они различаются чувствительностью к специфическим бактериофагам, полимиксину, способностью агглютинировать куриные эритроциты и вызывать гемолиз.

Факторы патогенности:

1. способность адгезировать и колонизовать кишечник;

2. наличие ферментов (муциназы, протеазы, нейраминидазы,

лецитоветилазы) – способность к инвазии возбудителя;

1. продукция экзоэнтеротоксина – определяет основное клиническое проявление холеры – профузный понос.

Эпидемиология . Источник инфекции больной человек и вибрионоситель. Резервуаром инфекции является водная среда. Механизм передачи – фекально-оральный. Путь передачи – водный, пищевой, реже контактно-бытовой. Факторами передачи могут служить пресная и морская вода, пищевые продукты (молочные, овощи, фрукты, гидробионты).

Клинические проявления. Заболевание обычно начинается с явлений энтерита. Вначале испражнения сохраняют каловый характер и запах, но вскоре приобретает вид белесоватой водянистой жидкости с плавающими хлопьями – рисового отвара. Частота стула в сутки различная, но примерно у 1/3 больных от 3 до 10 раз. Появление рвоты – переход в следующую фазу болезни – холерный гастроэнтерит. Рвота обычно обильная, водянистая. Вследствие потери большого количества жидкости у больного нарастает обезвоживание, появляются судороги, особенно пальцев рук и ног. Кожные покровы цианотичные, на ощупь холодные. Тургор кожи снижается: кожа легко собирается в нерасправляющуюся складку. Пальцы кистей рук и стоп морщинистые, напоминающие руки прачки. Голос больного становится слабым, сиплым, затем он говорит только шепотом, позже развивается полная афония. Температура тела обычно снижается до субнормальных цифр.

Иммунитет. При выздоровлении возникает напряженный непродолжительный иммунитет.

Основной метод лабораторной диагностики – бактериологический.

Материалом для исследования могут быть выделения от больных и носителей (испражнения, рвотные массы, желчь), объекты окружающей среды (вода, пищевые продукты, белье, сточные воды, гидробионты, смывы с объектов окружающей среды).

Лечение проводится в двух напрвлениях: 1) регидратация (восполнение потерь жидкости и электролитов введением изотонических, апирогенных солевых растворов, а также плазмозаменяющих жидкостей внутривенно или перорально; 2) антибактериальная терапия (антибиотики широкого спектра действия: тетрациклины, хлорамфеникол, а также фторхинолоны).

Профилактика. Неспецифическая профилактика направлена на 1) разрыв путей передачи (предупреждение заноса инфекции на территорию страны, санитарно-просветительная работа с населением, обеспечение населения доброкачественной питьевой водой, канализацией, пищевыми продуктами, дезинфекцией); 2) своевременное выявление больного и носителя, госпитализация, лечение, карантин.

Специфическая профилактика - вакцинопрофилактика. Современная вакцина представляет собой комплексный препарат, состоящий из холероген-анатоксина (70%) и химического О-антигена (30%) обоих биоваров и сероваров. Прививка обеспечивает выработку вибриоцидных антител и антитоксинов в высоких титрах. Вакцинация населения проводится по эпидемическим показаниям.

Иерсинии.

К энтеропатогенным иерсиниям относят возбудителей псевдотуберкулеза и кишечного иерсиниоза. Возбудители данных заболеваний относятся к семейству Enterobacteriaceae , роду Yersinia , видам Y. Pseudotuberculosis , и Y. Enterocolitica .

Иерсинии – прямые грамотрицательные палочки иногда приобретающие сферическую форму. Спор, капсул не образуют. Неподвижны при 37 0 С, но ниже 30 0 С подвижны за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Хорошо растут на обычных питательных средах. На Эндо образуют….., на иерсиниозной среде Y. Pseudotuberculosis образует сухие синие колонии с фестончатым краем, а Y. Enterocolitica синие сочные гладкие колонии.

Биохимическая активность для Y. Pseudotuberculosis: 1) продукция уреазы; 2) ферментация рамнозы; 3) отсутствие ферментации сахарозы; 4) отсутствие продукции индола. Для Y. Enterocolitica: 1) расщепление мочевины; 2) ферментация сахарозы; 3) отсутствие ферментации рамнозы; 4) продукция орнитиндекарбоксилазы.

Антигенная структура. Иерсинии имеют О-, К- и Н-антигены. По О- антигену внутри вида делятся на серовары.

Факторы патогенности: 1) продукция эндотоксина; 2) белок инвазии; 3) термолабильный энтеротоксин.

Эпидемиология. Кишечный иерсиниоз и псевдотуберкулез – это сапронозные инфекции. Иерсинии широко распространены в природе. Резервуаром возбудителя в природе является почва, вода, инфицированные через них растения. Инфицированная вода и растения способствуют распространению инфекции среди сельскохозяйственных животных. Резервуаром и источником инфекции могут быть крупный рогатый скот, свиньи, собаки, кошки, птицы, грызуны (мыши, крысы). Основные пути передачи – водный и алиментарный, через воду, молоко, овощи.

Клинические проявления. Патогенез и клиника этих заболеваний во многом сходны. Кишечные иерсиниозы и псевдотуберкулез характеризуются полиморфизмом клинических проявленийИнвазировав слизистую кишечника, возбудитель попадает в мезентериальные лимфатические узлы, вызывая мезентериальный лимфаденит – боли в эпигастральной области, симптомы раздражения брюшины, которые имитируют симптомы острого аппендицита. В случае прорыва лимфатического барьера наступает бактериемия, в результате которой микроб разносится по организму, вызывая образование гранулем и микроабсцессов в макрофагальных элементах печени, селезенки, легких, суставах. При этом происходит аллергизация организма. На 1-6 день появляется розеолезная сыпь. Возможен летальный исход. При всем разнообразии клинических проявлений можно выделить два четко очерченных типа клинических форм инфекций: при первом- заболевание протекает как гастроэнтероколит или мезентериальный лимфоаденит; при втором – развивается как результат бактеремии с симптомами вторичной очаговости и аллергическими проявлениями.

Микробиологическая диагностика. Используют бактериологический и серологический методы исследования. Материалом для бактериологического исследования служат: испражнения, ликвор, кровь, моча, аппендикс. Для серодиагностики в РНГА материалом служит сыворотка крови больного.

Специфическая профилактика не проводится. Этиотропная терапия: антибиотики, сульфаниламиды.