Поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарным действием.

ПАТОГЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

Патогенность (от греч. pathos, болезнь + genos, рождение) - это потенциальная способность микроорганизмов вызывать заболевания, которая является видовым генетически детерминированным признаком.

Вирулентность (от лат. virulentus - ядовитый, заразный) отражает степень патогенности, является мерой патогенности микроба. Это свойство, индивидуальный признак каждого штамма патогенного микроорганизма.

Штаммы того или иного вида по этому признаку могут быть подразделены на высоко-, умеренно-, слабовирулентные и авирулентные (например, вакцинные штаммы).
Определяют вирулентность того или иного штамма культуры в опытах заражения лабораторных животных с вычислением DLM (Dosis letalis minima или минимальная летальная доза) - доза бактерий, вирусов, токсинов и других повреждающих агентов, вызывающих гибель 95% взятых в опыт животных. Более точные данные о вирулентноти и токсичности дает определение DL50 (Dosis letalis 50 или ЛД₅₀), доза исследуемого агента, вызывающая при данных условиях опыта летальный эффект у 50% взятых в опыт животных.

Вирулентность неравнозначна способности вызывать заболевание (патогенности), поскольку после заражения микроорганизм может превращаться в симбионта организма-хозяина, не вызывая отрицательных последствий. Вирулентность зависит от свойств самого инфекционного агента, а также от чувствительности (восприимчивости) организма-хозяина. При поддержании инфекционного агента в лабораторных условиях его вирулентность часто ослабляется, что используется при производстве вакцины. Изменения вирулентности, как в сторону усиления, так и ослабления можно также добиться в результате мутагенного воздействия на инфекционный агент.

Факторы патогенности

Под факторами патогенности 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) поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в макроорганизме;

2) микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме;

3) поверхностные структуры бактерий, обладающие антифагоцитарным действием;

4) факторы патогенности с токсической функцией.

Поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в макроорганизме:

ворсинки, жгутики, пили, рибитотейхоевые и липотейхоевые кислоты, липопротеиды и липополисахариды, способствующие закреплению микроорганизмов в макооорганизме. Это явление названо адгезией, то есть способностью микроба адсорбироваться (прилипать) на чувствительных клетках.

Выделяют две группы механизмов адгезии – неспецифические и специфические.

Неспецифическая адгезия опосредована физико-химическими взаимодействиями бактерий с поверхностями. К ним относятся:

· электростатические взаимодействия; (поверхностные микроворсинки снижают заряд бактерий и уменьшают электростатические силы отталкивания)

· гидрофобные взаимодействия; (бескапсульные бактерии обладают высокой гидрофобностью, усиливающей адгезивность; гидрофобные участки обладают сродством к лигандам, что и приводит к прочности связи).

· ван-дер Ваальсовы взаимодействия; (силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10 — 20 кДж/моль, то есть атомные и молекулярные вибрации)

· броуновское движение (беспорядочное движение частиц, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа).

Неспецифическая адгезия, как правило, обратима.

Специфическая адгезия происходит в результате молекулярных взаимодействий между адгезином микробной клетки и рецептором клетки хозяина.

Адгезинами у грамотрицательных бактерий являются фимбрии (пили I или общего типа), а также основные белки наружной мембраны, которые активируют транслокацию микроба внутрь эпителиальной клетки. Адгезины грамотрицательных бактерий называются фимбриальными. У грамположительных бактерий фимбриальные адгезины не описаны. Эти микроорганизмы осуществляют адгезию посредством афимбриальных адгезинов, представляющих собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. Рецепторами для адгезинов грам(+) бактерий чаще всего являются фибронектин и белки межклеточного матрикса.

Под рецептором подразумевают структуру, комплементарную адгезину и находящуюся на поверхности эукариотической клетки. Функцию рецепторов в процессе адгезии выполняют карбогидраты или пептидные фрагменты, локализованные на мембране эукариотических клеток.

Специфическая адгезия обеспечивается множеством связей типа замок-ключ между комплементарными молекулами на каждой из клеточных поверхностей, как только эти связи сформировались, прикрепление бактерий становится необратимым.

Метод определения адгезии микробов к эритроцитам. Готовят суспензию из суточной культуры, содержащую 10⁹КОЕ/млн. Эритроциты дважды отмывают от консерванта в ЗФР центрифугированием (1000 об./мин. - 10 мин.) и доводят до нужной концентрации 10⁹ КОЕ/мл.

Затем в пробирку с 0,5 мл взвеси микробов вносят 0,5 мл взвеси эритроцитов, инкубируют 30 мин. при температуре (37 ± 1) °С, периодически встряхивая. Потом смесь трехкратно отмывают ЗФР от неприлипших микробов при 600 об./мин. по 10 мин.

На предметном стекле готовят мазок, фиксируют смесью Никифорова (смесь равных объемов этилового спирта и безводного серного эфира), окрашивают по Романовскому-Гимзе, при микроскопировании проводят оценку уровня адгезии.

Окраска по методу Романовского-Гимзе. Краска Романовского-Гимзе состоит из смеси азура, эозина и метиленовой сини. Непосредственно перед употреблением к 10 мл дистиллированной воды нейтральной или слабо щелочной реакции (pH 7,0 - 7,2) прибавляют 10 капель коммерческого красителя Романовского-Гимза. Приготовленный раствор краски тотчас же наливают на фиксированный мазок или лучше предметное стекло с окрашиваемым препаратом погружают в стаканчик с краской. Через 1 ч краску сливают, препарат промывают водой и высушивают на воздухе.

Краска Романовского-Гимза, имеющая в растворе сине-фиолетовый цвет, окрашивает протоплазму форменных элементов ткани в голубовато-синий цвет, а ядра клеток, также как и микробные тела, в фиолетово-красный.

Средний показатель адгезии (СПА) определяют по среднему числу микробов, прилипших к поверхности одного эритроцита, подсчитывая все имеющиеся эритроциты в 5 полях зрения, но не менее 50 эритроцитов.

Степень адгезивности считают нулевой при СПА от 0 до 0,99; низкой - от 1,00 до 1,99; средней - от 2,00 до 3,99 и высокой > 4,00.

Из числа учитываемых эритроцитов подсчитывают процент эритроцитов (К%), имеющих на своих поверхностях прилипшие микробы.

Кроме того, подсчитывают индекс адгезивности микроба (ИАМ) - среднее количество микробных клеток на одном эритроците, участвующем в адгезивном процессе, по формуле:

ИАМ = (СПА х 100%) / К.

Микроорганизмы считают:

- неадгезивными при ИАМ от 1,00 до 1,75;

- низкоадгезивными - от 1,76 до 2,49;

- среднеадгезивными - от 2,50 до 3,99;

- высокоадгезивными > 4,00.

Колонизация зависит как от дозы микробов, так и количества рецепторов для них на поверхности клеток макроорганизма. При отсутствии адгезинов или комплементарных рецепторов, инфекционный процесс не развивается.

Микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме:

Гиалуронидаза. Действие этого фермента в основном сводится к повышению проницаемости тканей. Кожа, подкожная клетчатка и межмыщечная клетчатка содержат мукоподисахариды и гиалуроновую кислоту, которые замедляют проникновение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии.

Фибринолизин. Некоторые штаммы гемолитического стрептококка, стафилококков, мершими синтезируют фибринолизин, который разжижает плотные сгустки крови (фибрин).

Нейраминидаза отщепляет от различных углеводов связанные с ними гликозадной связью концевые сиаловые кислоты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, разжижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника.

ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеривуют нуклеиновую кислоту, обычно появляющуюся при разрушения лейкоцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микробов.

Коллагеназа гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие пролин.

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.

Лецитиназа С — фермент, действующий на лецитин мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток

Поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарным действием.

К ним относятся:

А-протеин золотистого стафилококка - белок, молекулярной массой 40-60 кДа, выделенный с поверхности клеточной стенки золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). Используется в биохимических исследованиях, так как хорошо связывает многие иммуноглобулины млекопитающих, особенно, иммуноглобулины класса G. Роль протеина А в патогенезе стафилококковой инфекции заключается в том, что молекулы IgG связываются с поверхностью бактериальных клеток в неправильной ориентации. Это приводит к нарушению фагоцитоза.

Vi-антиген - поверхностный полисахарид из группы К-Аг, из которого состоит микрокапсула некоторых видов сальмонелл (S. typhi, S. paratyphi С), отдельных штаммов кишечной палочки и цитробактера. Обладает антигенной и протективной активностью. Устойчив к кислотному гидролизу. Разрушается нагреванием при 100°С в течение 30 мин.

корд-фактор микобактерий туберкулеза - липиды поверхностной стенки микобактерий, определяющие их вирулентность. Основой корд-фактора является токсичный гликолипид — 6,6-димиколат трегалозы. Наряду с другими кислыми липидами он определяет способность возбудителя туберкулеза повреждать макрофаги и препятствовать завершенному фагоцитозу. Корд-фактор наряду с другими кислыми липидами стимулирует продукцию фактора некроза опухолей (ФНО) — кахектина.

Факторы патогенности с токсической функцией.

Лейкоцидин. Установлено, что некоторые грамположительные кокки (стафилококки, стрептококки) могут вырабатывать особый вид экзотоксина — лейкоцидин, парализующий активность лейкоцитов и разрушающий их.

Нейротоксины обладают выраженной тропностью: к центральной нервной ткани (тетанолизин — токсин столбнячного микроба); к периферической ткани (ботулинические нейротоксипы); к отдельным звеньям симпатической нервной системы, нейрогуморальной системе и др.

Энтеротоксины — белки, вызывающие расстройства желудочно-кишечного тракта у животных. Способность энтеротоксинов повышать проницаемость сосудов и выход жидкости, ионов натрия и хлоридов кальция в просвет кишечника приводит к нарушению обменных процессов и развитию диарей. Эндотоксины – медиаторы воспалительного процесса.

Некротоксин (гистотоксин) приводит ткань к омертвению, тормозит теплорегуляцию, понижая температуру тела.

Таким образом, для существования в макроорганизме микробы должны обладать способностью к адгезии и колонизации, инвазивностью и агрессивностью, оказывать повреждающее воздействие на ткани и органы.

АНТИБИОТИКИ

Антибиотики - химические соединения, образуемые различными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности, а также производные этих соединений, обладающие способностью в незначительных концентрациях избирательно подавлять рост микроорганизмов или вызывать их гибель.

1) По способу получения их делят на:

-природные;
-синтетические;
-полусинтетические (на начальном этапе получают естественным путем, затем синтез ведут искусственно)

2) По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на 2 группы:

-бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться),

- бактерицидные (бактерии погибают)

3) По механизму действия:

1.Нарушение синтеза клеточной стенки посредством ингибирования синтеза пептидогликана (пенициллин, цефалоспорин).

2.Нарушение функционирования мембран: нарушение целостности мембраны, образование ионных каналов, связывание ионов в комплексы, растворимые в липидах, и их транспортировка. Подобным образом действуют (нистатин, полимиксины).

3. Антибиотики, избирательно подавляющие синтез (обмен) нуклеиновых кислот:

а) подавляющие синтез РНК (актиномицин, гризеофульвин, канамицин, неомицин, новобиоцин, оливомицин и др.);

б) подавляющие синтез ДНК (актидион, брунеомицин, митомицины, новобиоцин, саркомицин, эдеин и др.).

4. Антибиотики — ингибиторы синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, декоинин, саркомицин и др.).

5. Антибиотики, подавляющие синтез белка (бацитрицин, БИОМИЦИН, канамицин, метимицин, неомицин, тетрациклины, хлорам-феникол, эритромицин и др.).

6. Антибиотики — ингибиторы дыхания (антимицины, олигомицины, патулин, пиоцианин, усниновая кислота и др.).

7. Антибиотики — ингибиторы окислительного, фосфорилирования (валиномицин, грамицидины, колицины, олигомицин, тироцидин и др.).

8. Антибиотики, обладающие антиметаболитными свойствами. Антибиотические вещества, образуемые некоторыми актиномицетами и плесневыми грибами. Эти антибиотики выступают в качестве антиметаболитов аминокислот, витаминов, нуклеиновых кислот. К числу антибиотиков-антиметаболитов относятся: фураномицин — антиметаболит лейцина; антибиотик — антагонист метаболизма аргинина и орнитина, образуемый Str. griseovariabilis; антибиотик— антагонист метионина и тиамина, выделенный из культуры Str. globisporus; антибиотическое вещество, обладающее антиметаболитными свойствами в отношении аргинина, лизина или гистидина, синтезируемое Str. macrosporus (термофйлл).

9. Антибиотики — иммунодепрессанты: актиномицины С в D, оливомицин, бруномицин, рубомицин.

4) По спектру действия:

1. Антибиотики с преимущественным действием на грамположительные микроорганизмы (линкозамиды, биосинтетические пенициллины, фузидин, ванкомицин).

2. Антибиотики с преимущественным действием на грамотрицательные микроорганизмы (монобактамы, циклические полипептиды)

3. Антибиотики широкого спектра действия (аминогликозиды, левамицетин, тетрациклины, пинемы, анзамицины, цефалоспорины).

4. Противогрибковые антибиотики (нистатин, амфотерицин В)

5. Противоопухолевые антибиотики (антрациклины, блеомицин)

5) По химическому строению антибиотики делятся на:

1. Бета-лактамные антибиотики - основу из молекулы составляет бета-лактамное кольцо. Оказывают бактерицидное действие, нарушают синтез клеточной стенки. К ним относятся:

- пенициллины - это группа природных и полусинтетических антибиотиков, молекула которых содержит 6-аминопенициллановую кислоту, состоящую из двух колец - тиазолидонового и бета-лактамного. Среди них выделяют: биосинтетические (пенициллин G - бензилпенициллин), аминопенициллины (амоксициллин, ампициллин, бекампициллин), полусинтетические "антистафилококковые" пенициллины (оксациллин, метициллин, клоксациллин, диклоксациллин, флуклоксациллин), основное преимущество которых - устойчивость к микробным бета-лактамазам, в первую очередь, стафилококковым;

- цефалоспорины - это природные и полусинтетические антибиотики, полученные на основе 7-аминоцефалоспориновой кислоты и содержащие цефемовое (также бета-лактамное) кольцо, т.е. по структуре они близки к пенициллинам. Они делятся на цефалоспорины: 1-го поколения: цепорин, цефалотин, цефалексин; 2-го поколения: цефазолин (кефзол), цефамезин, цефамандол (мандол); 3-го поколения: цефуроксим (кетоцеф), цефотаксим (клафоран), цефуроксим аксетил (зиннат), цефтриаксон (лонгацеф), цефтазидим (фортум); 4-го поколения: цефепим, цефпиром (цефром, кейтен) и другие.

-монобактамы азтреонам (азактам, небактам); содержат одно бета-лактамное кольцо, узкий спектр действия, в основном в отношении энтеробактерий и некоторых грамотрицательных аэробов.

- карбопенемы - меропенем (меронем) и имипинем; широкий спектр действия, устойчивы к пенницилиназам и цефалоспориназам.

2. Аминогликозиды - они содержат аминосахара, соединенные гликозидной связью с аминоциклическим кольцом. К ним относятся: стрептомицин, гентамицин (гарамицин), канамицин, неомицин, мономицин, сизомицин, тобрамицин (тобра) и полусинтетические аминогликозиды - спектиномицин, амикацин (амикин), нетилмицин (нетиллин); природные и полусинтетические антибиотики, оказывают бактерицидное действие через угнетение синтеза белка на уровне рибосом. Активны в отношении аэробных грамотрицательных бактерий.

3. Тетрациклины- основу молекулы составляет полифункциональное гидронафтаценовое соединение с родовым название тетрациклин. Среди них имеются природные тетрациклины - тетрациклин, окситетрациклин (клинимицин) и полусинтетические тетрациклины - метациклин, хлортетрин, доксициклин (вибрамицин), миноциклин, ролитетрациклин; широкого спектра действия, подавляют белковый синтез. Бактерицидный и бактериостатический эффект.

4. Макролиды - содержат в своей молекуле макроциклическое лактоновое кольцо, связанное с одним или несколькими углеводными остатками. К ним относятся: эритромицин, олеандомицин, рокситромицин (рулид) азитромицин (сумамед), кларитромицин (клацид), спирамицин, диритромицин.

Оказывают преимущественно бактериостатическое действие; проявляют активность против грамположительных кокков (стрептококки, стафилококки) и внутриклеточных и мембранных паразитов (микоплазмы, хламидии, кампилобактерии и легионеллы); угнетают синтез белка, некоторые (олигомицин А) подавляют дыхание и окислительное фосфорилирование; обладают низкой токсичностью.

5. Линкозамиды - к ним относятся: линкомицин (природный антибиотик) и клиндамицин (его полусинтетический аналог). Фармакологические и биологические свойства этих антибиотиков очень близки к макролидам, и, хотя в химическом отношении это совершенно иные препараты, некоторые медицинские источники и фармацевтические фирмы - производители химиопрепаратов, например, делацина С, относят линкозамины к группе макролидов.

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 431; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!