Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Ветеринарная микробиология и иммунология

Генетический контроль токсигенности

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 некротоксин возбудителя анаэробной инфекции (С. perfringens).

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

Адгезивность как фактор 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 три 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 (рис. 38).

Процесс адгезии специфичен. 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 (прока-

Схема взаимодействия (в...г) патогенных микроорганизмов с эпителиальными клетками

Рис. 38. Схема взаимодействия (в...г) патогенных микроорганизмов с эпителиальными клетками:

1 — микробная клетка; 2 — гликокаликс; 3 — щеточная кайма; л — эпителий риотической 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 энтеро- патогенных штаммов кишечных палочек. В отличие от непатогенных эшерихий, являющихся нормальными обитателями толстой кишки и не способных прикрепляться к эпителию тонкой кишки, энтеропатогенные кишечные палочки обладают способностью колонизировать тонкую кишку, 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 кишечник и вызывать заболевания.

Численность прикрепляющихся к эпителиальным клеткам бактерий зависит от числа рецепторов на поверхности эпителия. Количество же и строение рецепторов эпителиальных клеток значительно колеблется в пределах вида, у отдельных особей они вообще отсутствуют.

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 5-й недели жизни животных.

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 оболочке, 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 (см. рис. 38, а).

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

Местом локализации сальмонелл служит 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 вакуолью переносятся в базальную часть клетки, откуда, не задерживаясь, поступают в подлежащие ткани и регионарные лимфатические узлы. 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 органотропностъ. 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 имеет также изучение поведения возбудителя в организме инфицированного животного и ответные реакции со стороны организма.

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 чуже- родность антигенных структур возбудителя тканевым структурам хозяина. Биологические факторы находятся вне среды нашего влияния, хотя отдельные моменты удачного вмешательства имеются (создание групп животных и птиц, устойчивых к той или иной инфекции).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы