учебники микра / Lektsii_Shvidenko

42

По механизму действия белковые бактериальные токсины делят на следующие группы:

1.Токсины, повреждающие клеточные мембраны (мембранотоксины).

2.Токсины ингибиторы синтеза белка (цитотоксины).

3.Токсины, активирующие пути метаболизма, вторичных посредников (мессенджеров) - функциональные блокаторы.

4.Активаторы иммунного ответа.

5.Протеазы.

1.Токсины, повреждающие клеточные мембраны – мембранотоксины. Эти токсины способны повреждать плазматическую мембрану эукариотических клеток

двумя путями:

-с помощью ферментативного гидролиза, -в результате формирования пор в мембране.

Такие повреждения вызывают не только лизис клетки, но и способствуют распространению бактерий в макроорганизме.

А. С помощью ферментативного гидролиза. Ферментативный гидролиз – действие альфа-токсина Clostridiumperfringens, обладающего активностью фосфолипазы С.

Б. В результате формирования пор в мембране. Вызванные ими повреждения – они формируют трансмембранные поры и нарушают селективный вход и выход ионов

через плазматическую мембрану, что ведет к лизису клетки. В эту группу входят:

гемолизин E. coli, лейкотоксин, О-листериолизин Lysteriamonocytogenes; пневмолизин

S.pneumoniae.

2.Токсины ингибиторы синтеза белка. Они блокируют синтез белка на субклеточном уровне. Субстратом для них служат факторы элонгации и 28

Sрибосомальная РНК. Они индуцируют развитие гемолитического уремического синдрома. Эти токсины проникая из просвета кишечника связываются с

рецепторами эндотелиальных клеток капилляров почечных гломерул. Это приводит к набуханию клеток, сужение просвета сосудов, способствует агрегации тромбоцитов, развитию гемолиза эритроцитов и уремии.

В эту группу входят антиэлонгаторы - например, дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки, они выводят из строя фермент трансферазу 2, ответственный за элонгацию (наращивание) полипептидной цепи на рибосомах, что приводит к блокаде синтеза белка и вызывает гибель клетки. К данному типу токсинов принадлежат токсины с энтеропатогенной активностью и дермонекротоксины.

3.Токсины, активирующие пути метаболизма, вторичных посредников (мессенджера). В молекулу токсина включен фермент аденилатциклаза, который генерирует вторичный мессенджер.

Вторичные посредники – это малые сигнальные молекулы, которые являются компонентами передачи сигнала в клетке. К ним относятся циклические нуклеотиды, ионы Са, оксид азот. Они быстро образуются, активируют эффекторные белки, которые опосредуют клеточные реакции на внеклеточные сигналы. То есть активируют пути метаболизма.

Они влияют на функцию отдельных белков эукариотической клетки, не

вызывая ее гибели. Механизм их действия заключается в том, что они способны

43

активировать вторичных посредников, которые усиливают клеточные реакции на внеклеточные сигналы.

К данной группе относятся: цитотоксический некротизирующий фактор, термолабильный LT и термостабильный ST токсины E. coli;коклюшный и дерматонекротический токсиныBordetellapertussis; токсины А и ВClostridiumdifficile,

холерный энтеротоксин. В эту группу входят нейротоксины (тетаноспазмин, ботулинический токсин).

4. Активаторы иммунного ответа. К токсинам, входящим в эту группу относятся:

токсин синдрома токсического шока (TSST-1), энтеротоксины и эксфолиативные токсиныStreptococcuspyogenes. Они относятся к суперантигенам и могут действовать непосредственно на презентирующие клетки иммунной системы.

5.Протеазы – ботулинический и столбнячный нейротоксины.

Мишенями действия токсинов в клетках является группа белков, которые участвуют в

процессах высвобождения нейромедиаторов и ингибирования секреции ацетилхолина. Возникают нарушения мышечных сокращений, что приводит к развитию вялых параличей перифирических нервов. Столбнячный и ботулинический токсины – супертоксины – это самые сильные биологические яды.

Эндотоксины.

Эндотоксины относятся к бактериальным модулинам, обладающим большим спектром биологической активности, индуцирующим синтез цитокинов и других медиаторов. За проявление биологической активности эндотоксинов ответственна вся молекула ЛПС. В основе действия ЛПС лежит неспецифическое лигандлипидное взаимодействие.

1.Не белки, это липополисахариды бактерий.

2.Термостабильные.

3.Обладает низкой биологической активностью.

4.Специфичностью действия не обладает.

5.Слабые антигены.

6.Продуценты –Гр(-) бактерии.

7.В анатоксин не переходят.

Лечить болезни, возбудители которых продуцируют эндотоксин надо не нейтрализацией токсина, а воздействием на возбудителя.

Отметим основные формы существования микроорганизма Облигатные внутриклеточные паразиты – они могут жить и размножаться

только в условиях внутриклеточного существования. В ходе эволюции они утратили

некоторые важнейшие системы -хламидии (энергетические), микоплазмы (мембранные), риккетсии (метаболические) паразиты.Они хорошо адаптированы к переживанию и размножению в клетках (чаще макрофагах, эритроцитах).

Факультатианые внутриклеточные паразиты – способны существовать как внутри так и вне клетки. При этом в организме человека преобладают процессы

внутриклеточного размножения. Способность к внутриклеточному существованию ведет к хронизации инфекционного процесса, так как обеспечивает выживаемость

44

микробов и их сохранение в макроорганизме. К ним относятся возбудители

туберкулеза, гонореи, дизентерии и т.д.

Облигатные внеклеточные паразиты, которые не проникают внутрь клеток,

а прикрепляются к их поверхности и распространяются по межклеточным пространствам. Примером являются микоплазмы.

Следующий компонент, который лежит в основе формирования инфекционной болезни это окружающая среда. Он играет такую роль, как и предыдущие – микроорганизм и

восприимчивый макроорганизм и является неотъемлимой частью инфекционного процесса. Факторы внешней среды оказывают существенное влияние на развитие, течение и исход инфекционного процесса.

1.Социальный фактор. Выделяют группу социально обусловленных болезней.

Это прежде всего инфекции приобретенные половым путем (ИППП): сифилис, гонорея, ВИЧ инфекция, чаще всего возникают при частых и неразборчивых половых связях, росте проституции и гомосексуализма, у шприцевых наркоманов. Эту группу еще называют болезни, созданные человеком (menmadediseases). Рост заболеваемости ИППП во многом связан с социальными условиями жизни современного нам общества.

Не случайно туберкулез свирепствует сегодня среди населения – это отражение

неблагополучной социальной ситуации. Туберкулез воздушно-капельная инфекционная болезнь, которая чаще возникает в местах, где не соблюдаются санитарные нормы (места заключения), где большая скопленность населения, где нищета, голод. Это показательный пример влияния социальных факторов окружающей среды на возникновение и развитие инфекционной болезни.

2.Внешняя среда может оказывать влияние на развитие инфекционной болезни

через микроорганизм. Она может быть благоприятной для развития инфекции или нет.

Самый наглядный пример тому – малярия. Если в этом году есть условия для выплода малярийных комаров - жди малярию. Если в этот год нет условий для выплода

комаров – малярии не будет.

3. Экологические болезни. Происходящее в настоящее время техногенное загрязнение внешней среды способствует развитию инфекционных заболеваний.

Высокое содержание в воздухе, воде солей тяжелых металлов, сероводородосодержащих соединений, радиоактивных элементов приводит к формированию и усилению иммунодефицитов в организме с одной стороны, а с

45

другой стороны может стимулировать экспрессию факторов вирулентности, что в любом случае приводит к возникновению и утяжелению инфекционного процесса.

4.Одним и важнейших физических факторов влияющих на возникновение и

течение инфекционных болезней является температура.

Снижение в холодное время года температуры тела приводит к ослаблению естественной резистентности, способствуя возникновению инфекционных болезней.

Температурный режим связан с сезонностью возникновения некоторых инфекций. Например, повышение заболеваемости воздушно-капельными инфекциями происходит в осенне-зимний период, когда под действием простудного фактора (низких температур)

снижается резистентность слизистых респираторного тракта - грипп, ОРВИ;

количественный показатель кишечных инфекций возрастает с летнее время, когда в условиях высоких температур возбудители кишечных инфекций (дизентерия, гепатит А, холера) интенсивно размножаются во внешней среде и распространяются с продуктами питания.

5.Питание. Наличие витаминов в пище может существенно влиять на состояние естественной резистентности. В весенний период, в связи с авитаминозом обостряются

хронические заболевания (туберкулез, ревматизм). Витамин В 12 является стимулятором синтеза белка в организме, повышает его естественную резистентность.

6.Эндемичные заболевания. Существует группа эндемичных инфекционных болезней, возникновение которых связано с климатическими условиями. Инфекции характерные для стран Азии и Африки, где влажный и теплый климат и присутствуют в большом количестве членистоногие переносчики – риккетсиозы, грибковые заболевания, лейшманиозы (паразитарные) и т.д., группа арбовирусных инфекций.

7.Инфекционные болезни, передающиеся артифициальным путем. Это путь передачи возбудителя возник в связи с расширенным использованием в лечении и

диагностике инвазивных методов – катетер-ассоциированные инфекции, введение диагностических зондов, при использовании инструментальных методов

обследования.

Закончив характеристику важнейших факторов, играющих основную роль в возникновении инфекционной болезни, следует остановиться на современных классификациях инфекционных болезней.

Формы инфекционного процесса Проявления инфекционного процесса разнообразны. По происхождения различают

экзогенную инфекцию, возникающую в результате заражения микробами извне и

эндогенную, вызванную микробами, находящимися в самом макроорганизме -

условно-патогенными.

В зависимости от локализации возбудителя различают:

-очаговую инфекцию (локальная, местная) – при которой возбудитель остается в месте входных ворот инфекции и не распространяется по макроорганизму.

-генерализованную инфекцию, при которой микроб распространяется по макроорганизму различными путями – лимфогенно и гематогенно.

Нахождение и размножение микроорганизмов в крови – сепсис. Септикопиемия – возникновение вторичных отдаленных гнойных очагов во внутренних органах.

46

Бактериемия – когда микроорганизмы короткое время находятся в крови, но не размножаются в ней. Кровь является транспортной средой.

Инфекции, при которых возбудитель находится в месте входных ворот, а патогенез заболевания связан с действием экзотоксина (дифтерия, столбняк, ботулизм) – называются токсенимическими.

Классификации инфекционных болезней: Классификация инфекций по этиологическому принципу:

-бактериальные (дизентерия, сальмонеллез, туберкулез, гонорея);

-вирусные ( грипп ВИЧ-инфекция, бешенство, гепатиты);

-грибковые (микозы) – кандидоз, аспергиллез, трихофития);

--протозойные (малярия, токсоплазмоз, лямблиоз, амебиаз);

-прионные (куру, болезнь Крейтцефельда-Якоба ).

В зависимости от источника заражения различают:

а)антропонозные инфекции, при которых единственным источником заражения может быть человек. Это ВИЧ инфекция, сифилис.

б) зоонозные инфекции, при которых основным источником заражения являются животные (бешенство, сибирская язва, бруцеллез)

в)сапронозные инфекции, при которых основными возбудителями являются сапрофиты, обитающие во внешней среде (легионеллез, листериоз).

2.В настоящее время широкое распространение получила внутрибольничная инфекция (назокомиальная), возникающая в ЛПУ у пациента, не раннее чем через 48

часов после поступления в стационар. Главным источником возникновения инфекции являются: медицинский персонал, госпитальные штаммы. Восприимчивым

контингентом являются иммунокомпроментированные, перенесшие хирургическое вмешательство, ожоговые и т.д.

Наиболее признанным определением понятия «госпитальный» штамм является

следующее... «это штаммы микроорганизмов, которые выделяются от больных в стационаре, в процессе циркуляции адаптировались к условиям стационара и характеризуются ярко выраженной резистентностью ко многим антибиотикам (полирезистентны)».

Таким образом, «госпитальный» штамм, есть результат селективного действия антибиотиков. Эти штаммы наиболее вирулентны и обладают множественной лекарственной устойчивостью. Это еще раз подтверждает мнение о том, что широкое применение антибиотиков, приводит к формированию порочного круга «успех лечения – селекция устойчивых штаммов – возникновение ВБИ».

Отдельно выделяют лабораторные инфекции (чаще всего это дизентерия и гепатит). В этих случаях инфекции возникают у персонала лабораторий после контакта с заразным материалом.

В настоящее время выделяют группу инфекций, связь между которыми с больницей не всегда однозначна – это группа непрямых госпитальных инфекций или занесенных инфекций. Источником такого инфицирования являются больные, которые в момент

поступления в больницу имели кроме основного инфекционного заболевания еще

47

дополнительное инфекционное заболевание в инкубационном периоде. Примером может служить случай, когда у больного поступившего в больницу с диагнозом гепатит,

через 10-12 дней проявляется корь (это непрямая занесенная больничная инфекция).

Госпитальная инфекция может быть непрямой вынесенной. Эта форма инфекции проявляется когда больной после перенесенной основной инфекции выписывается, но

уже приобретает второе инфекционное заболевание, находящееся в этот период в инкубационной стадии. Симптомы этой инфекции проявляются дома. Примером может служить случай, когда ребенок, больной скарлатиной, в больнице находился в контакте с больным ветряной оспой.

В клинических целях инфекционные болезни делят:

1.По тяжести течения. Это связано с выраженностью клинических признаков, которые свойственны данной нозологической форме - легкие, тяжелые и средне-тяжелые.

2.Типичные и атипичные формы.

Типичные, такие формы, при которых имеются все ведущие симптомы и синдромы, характерные для данной болезни.

Атипичные-подразделяются на стертые, инапарантные, молниеносные, абортивные. Стертые формы- отсутствует один или несколько характерных симптомов.

Инапарантные (скрытые, бессимптомные), протекающие без клинической симптоматики.

Молниеносные – характеризуются тяжелым течением с быстрым развитием всех клинических симптомов. Чаще заканчиваются летально.

Абортивные – инфекционная болезнь начинается типично, но внезапно обрывается.

1.По длительности течения выделяют :

-острые, которые заканчиваются в течение 1-3 месяцев; -подострые: которые могут длиться до 4-6 месяцев;

-хронические: которые длятся свыше 6 месяцев. Для хронических болезней характерны -

период обострения (рецедив) и период угасания симптомов (ремиссия).

Реинфекция – повторное заражение тем же возбудителем после выздоровления. Чаще возникает при гонорее, сифилисе, дизентерии – это инфекции после которых не остается стойкий иммунитет.

Суперинфекция – если повторное заражение происходит тем же возбудителем до выздоровления – сифилис.

В конце 20 века на планете возникла проблема «вновь возникающих и вновь возвращающихся » инфекций. Были обнаружены возбудители неизвестных ранее

инфекций – это болезни, инфекционная природа которых была расшифрована недавно: первичная карцинома печени (вирус гепатита В), болезнь легионеров (Legionellaspp), язва двенадцатиперстной кишки (Helicobacterpilori), цирроз печени (вирус гепатита С), рак шейки матки (онкогенные штаммы папилломавирусов), болезнь Капоши (вирус герпеса ННV – 8), боррелиозы (Borreliaburgdorferis.l.). Установлена этиология некоторых психозов, ассоциированных с вирусом Борна,

48

микоплазмоз), а в настоящее время становятся беспокойством для инфекционистов и врачей других профессий.

Давно побежденные заболевания стали не просто появляться среди инфекционной патологии, но проявляться как эпидемии. К этим инфекциям относятся

дифтерия, туберкулез, сифилис, корь. Изучение проблемы «возвращающихся инфекций» позволило выделить причины этого процесса: социальные факторы, возрастающая устойчивость микроорганизмов к противомикробным средствам, снижение контроля проведения вакцинопрофилактики, ухудщающееся состояние экологии.

Конвенционнаяэто болезнь, система информации и меры профилактики которой обусловлены международными соглашениями (конвенцией), т.е. это болезни, подпадающие под действие международных медико-санитарных правил и подлежащие международному санитарно-эпидемиологическому надзору – особо опасные инфекции.

По особенностям клинико-морфологических проявлений выделяют следующие

группы инфекционных болезней, каждая из которых характеризуется

преимущественным поражением тех органов и систем, к которым адаптированы микробы данной группы заболеваний. По этому принципу выделяют:

1.Инфекции с преимущественным поражением кожных покровов, например,

пиодермия, рожа, оспа, грибковые поражения кожи и др.

2.Инфекции дыхательных путей:

3.Инфекции пищеварительного тракта: - неспецифические: гастрит, эзофагит:

- специфические: брюшной тиф, паратифы, амебиаз кишечника, дизентерия, сальмонеллез.

4.Инфекционные заболевания нервной системы, примером которых могут быть полиомиелит, цереброспинальный гнойный менингит, вентрикулит, энцефалиты и др.;

5.Трансмиссивные инфекции, связанные с системой крови — возвратный тиф,

малярия, геморрагические лихорадки и др.;

6. Инфекции с преимущественным поражением сердечно-сосудистой системы,

такие как сифилис, бруцеллез;

7.Инфекции мочевыводящей системы — цистит, уретрит, пиелонефрит.

8.Инфекции половой системы:

Женские: бартонилит, вагинит, вульвовагинит, кольпит. Мужские: орхит, эпидидимит, простатит.

9.Инфекции органа зрения: конъюнктивит, увеит, ринит.

10.Инфекции опорно-двигательного аппарата: остеомиелит, бурсит, тендовагинит.

49

ЛЕКЦИЯ 9 - Общая вирусология (Строение вириона, классификация вирусов)

Большинство вирусных болезней, как широко распространенных, так и редких, экзотических было известно на протяжении многих столетий и даже тысячелетий существования человечества. Люди не знали лишь главного, что эти болезни

вызываются вирусами.

Слово вирус в древнеримском языке служило для обозначения понятия « отрава». Оксфордский словарь английского языка толкует слово «вирус» как «болезнетворный яд». Первое четкое описание вирусной болезни было сделано в древней Греции Гиппократом. В его трудах была обнаружена подробнейшая характеристика свинки с перечислением симптомов, этапов развития болезни,

объяснение ее заразности, особенно для маленьких детей.

История становления вирусологии как науки отличается от многих других наук тем,

что развиваться она начала задолго до того, как были открыты сами вирусы.

Первый вирус, существование которого было бесспорно научно доказано – это вирус табачных растений, вызывавший, так называемую «мозаичную болезнь табака». В 1892г. профессор ботаники Петербургского Университета Д. Ивановский, изучавший мозаичную болезнь табака, установил, что сок больных растений заразен для других растений. Хотя в соке растений Д. Ивановский и не нашел никаких микробов, ученый был убежден, что там обязательно должны быть какие-

то мелкие живые организмы – возбудители инфекционного заболевания. Его предположения строились на том, что сок терял свою инфекционность после кипячения, и оставался заразным даже после фильтрования через свечи ПастераШамберлена, сделанные из мелкопористой глины, при котором удаляются из жидкости любые видимые в микроскоп микроорганизмы. Это доказывало, что существует какие-то заразные агенты, которые намного мельче всех известных в ту пору микробов.

Открытие вирусов (как их стали называть в последствии), сделанное Д.

Ивановским, который не был даже микробиологом, представлялось тогда многим ученым неким любопытным парадоксом.

Опыты Ивановского были повторены датским микробиологом М. Бейериником, который назвал фильтрующегося инфекционного агента «жидким живым контагием». Затем германские микробиологи Ф.Лефлер и П. Фрош показали, что ящур, эпидемическая болезнь крупного рогатого скота, также вызывается фильтрующимся агентом, а в 1901 г. В.Руд и его сотрудники установили, что возбудитель желтой лихорадки, тяжелейшей тропической болезни, так же проходит через бактериальные фильтры.

Ученый мир не сразу признал открытие вирусов. Долго высказывались

предположения, что вирусы – это либо мельчайшие простейшие микроорганизмы, либо такие формы бактерий, которые могут проходить через фильтры. Выдвигались даже гипотезы, что вирусы – это яды, которые выделяются внутри клеток. Под действием каких-либо факторов.

Перелом наступил лишь только после того, как Ф. Д, Эрель обнаружил паразитировавшие внутри микробов вирусы. Оказалось, что микробы тоже

50

заражаются и гибнут от своих «микробных вирусов» их назвали бактериофагами -

«пожирателями бактерий».

Итак, теперь можно определить вирусы и их основные свойства:

Вирусы - неклеточные формы. Они значительно отличаются от всех других микроорганизмов (бактерии, грибы, простейшие).

Основные черты, объединяющие представителей этого царства:

1.Неклеточная форма существования.

2.Вирусы имеют очень малые размеры. Они способны проходить через фильтры, через которые не проходят бактерии.

3.Лишены собственного белоксинтезирующего и энергетического аппаратов.

Они заимствуют их у клетки хозяина.

4.Вирусы абсолютные внутриклеточные паразиты на генетическом уровне. Они используют клеточные механизмы для синтеза, работы и регуляции собственного генома.

5.Вирусы имеют одну нуклеиновую кислоту, которая выполняет функции вирусного генома – ДНК или РНК. На этом признаке основано их деление на две группы : РНК овые или ДНК овые.

6.Вирусы имеют необычный тип размножения дизъюнктивная репродукция – разобщенность процессов репродукции во времени и пространстве.

7. Возможность интеграции в геном клетки хозяина и синхронной с ним репликации.

Вирусы существуют в двух формах: внутриклеточной и внеклеточной

(вирионы).

Структурная организация вирусов.

Все представители царства Vira имеют разнообразную форму и размеры, которые колеблются в диапазоне от 20нм (у самых маленьких пикорнавирусов до) до 400нм (крупных поксвирусов). Они могут иметь сферическую, многогранную, палочковидную, пулевидную, нитевидную, булавовидную формы.

Различают просто устроенные (простые, безоболочечные вирусы) и сложно устроенные (оболочечные вирусы). У тех и у других в центре находится

молекула нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), окруженная белковой оболочкой капсидом. Вся такая структура называется нуклеокапсид.

У сложных вирусов нуклеокапсид является сердцевиной вириона, поверх которой расположен суперкапсид, это наружняя оболочка, которая является

модифицированной мембраной клеточного происхождения, в «которую вирион одевается при выходе из клетки путем «почкования». В двойной липидный слой мембраны встроены вирусоспецифические поверхностные белкигликопротеины, расположенные трансмембранно и выступающие наружу в виде шипиков. Это гликопротеины – гемагглютинин и нейраминидаза, белки

слияния и другие, ответственные за прикрепление вириона к рецепторам клетки и проникновение в клетку. Они обладают антигенными свойствами. У многих сложных вирусов к суперкапсиду изнутри прилегает слой матриксного белка ( М- слой) .