Патогенність і вірулентність

Всі мікроорганізми розрізняються за своєю здатністю викликати інфекційний процес у людини або тварин, тобто по патогенності. Патогенність. або хвороботворність, є видовою ознакою і являє собою потенційну можливість мікроорганізму викликати захворювання в чутливому до нього макроорганизме. Патогенність створює специфіку інфекційного процесу, закріплена генетично і визначається здатністю мікроорганізмів утворювати токсини, ферменти агресії, наявністю рецепторів до клітин-мішеней.

Вірулентність - ступінь патогенності, є індивідуальним фенотипическим ознакою кожного окремого штаму патогенного мікроорганізму. Це - міра патогенності, її кількісна характеристика.

У вірусології замість терміна «вірулентність» застосовують термін «інфекційність» або «інфекціозность».

У лабораторних умовах про вірулентності мікробів і силі дії їх токсинів судять за величиною летальної (LD) і інфікує (ID) доз.

Летальна доза - це найменша доза живого збудника або токсину, що викликає за вказаний термін загибель певної кількості тварин (у відсотках), взятих в досвід.

Инфицирующая доза - це мінімальна доза живих мікробів, здатна викликати інфекційне захворювання у певної кількості тварин (у відсотках), взятих в досвід.

Серед цих параметрів розрізняють: Dcl (dosis certae letalis) - найменша кількість живого мікроба або його токсину, що викликає протягом зазначеного часу загибель 100% експериментальних тварин стандартного віку і ваги, взятих в досвід. Це абсолютно смертельна доза.

Dlm (dosis letalis minima) - найменша кількість живого мікроба або його токсину, що викликає протягом зазначеного часу загибель 95% експериментальних тварин, узятих в досвід.

ID100 - це найменша кількість живих мікробів, що викликає розвиток інфекційного захворювання у 100% заражених експериментальних тварин стандартного віку і ваги, взятих в досвід.

Найбільш точними показниками є 50% летальна або доза інфікуються. LD50 - це доза живого мікроба або його токсину, що викликає протягом зазначеного часу загибель 50% експериментальних тварин, узятих в досвід; в свою чергу ID50 - це мінімальна кількість живих мікробів, здатне викликати розвиток інфекційного захворювання у 50% заражених експериментальних, тварин, узятих в досвід.

Штами будь-якого виду мікроба можуть бути поділені на високо-, помірно, слабо-і авірулентние.

Високовірулентні мікроорганізми навіть в малих дозах можуть викликати захворювання зі смертельним результатом у імунологічно здорових індивідуумів, а умовно-патогенні маловірулентние - лише при імунодефіцитах і великій дозі инфекта. Вірулентність патогенних мікроорганізмів пов'язана зі здатністю вибірково прикріплюватися до чутливих клітин господаря (адгезія), розмножуватися на їх поверхні (колонізація), проникати в ці клітини (пенетрація) або підлеглі тканини (інвазія), долати неспецифічні і специфічні фактори імунітету (агресія), утворювати екзотоксини (токсигенность), мати загальні антигени з клітинами макроорганізму (антигенна мімікрія), надавати імунодепресивну дію.

Перші етапи інфекційного процесу - адгезія і колонізація обумовлені неспецифічними і специфічними факторами.

Адгезія мікробів до епітелію необхідна для їх розмноження і освіти колоній. У цьому процесі беруть участь електростатичні сили і гідрофобні зв'язку: чим вище гідрофобність поверхні бактерії, тим сильніше її адгезія до клітки господаря.

Багато бактерій мають пили, якими прилипають до поверхні клітин. Ліпотейхоевая кислоти і М-білки стрептококів (Streptococcus pyogenes) є на фімбрій і обумовлюють їх адгезію до епітелію слизової оболонки порожнини рота. Причому лигандом є ліпідна частина ліпотейхоевая кислоти, а рецептором - фибронектин на епітелії. Шигели прилипають до інтегринів на мембранах клітин, що знаходяться в епітелії, що покриває Пейєрових бляшки, фагоцитируются ними, але не руйнуються і, таким чином, уникають киллинга макрофагами. Neisseria gonorrhoeae використовує пили як первинні адгезини і Ора-білок (opacity associated protein) як вторинний адгезин для прикріплення і проникнення в лейкоцити. Антитіла, що блокують молекули адгезії бактерій, перешкоджають розвитку інфекції.

Специфічність взаємодії мікроорганізмів з рецепторами на поверхні клітин обумовлює тропность окремих збудників до певних органів і тканин. Вона визначає основні шляхи проникнення (вхідні ворота) і механізм передачі інфекції. Так ряд бактерій і вірусів має специфічні адгезини до рецепторів епітелію дихальних шляхів і можуть поширюватися тільки за допомогою аерогенним механізму передачі (респіраторна група інфекцій).

З вхідних воріт збудник поширюється різними шляхами. В одних випадках він потрапляє в лімфатичні судини і током лімфи розноситься по органах і тканинах (лімфогенний шлях поширення). В інших випадках збудник поширюється з потоком крові (гематогенний шлях поширення). Від місця вхідних воріт залежить клінічна картина захворювання. Наприклад, якщо чумний мікроб проникає через шкіру, розвивається бубонна або шкірно-бубонна форма, через дихальні шляхи - легенева.

Багато збудники інфекційних захворювань розмножуються внутрішньоклітинно і здатні поширюватися в міжклітинному просторі різних органів. в зв'язку з чим дуже важливими компонентами вірулентності є пенетрація і інвазія. які, як правило, пов'язані зі здатністю мікроорганізмів продукувати ферменти, що викликають пошкодження мембран живих клітин і волокон тканин: гиалуронидазу, нейрамінідазу, протеїнази та ін.

Інвазія в тканини для багатьох бактерій - провідний механізм вірулентності. Деякі види сальмонел проникають в стінку кишечника через контакти епітеліальних клітин.

Агресія - збірний фактор вірулентності, визначається здатністю мікроорганізмів пригнічувати неспецифічну і імунний захист організму за допомогою спеціальних речовин різної природи, вбудованих в поверхневі структури стінки (білок А стафілококу, білок М гемолитического стрептокока, ліпополісахариди грамнегативних бактерій, корд-фактор збудника туберкульозу, Н, О-і Vi-антигени ентеробактерій і ін.), а також спеціальних ферментів або токсичних метаболітів, які руйнують і інактивують імуноглобуліни та ком мент, лізоцим, інтерферони та інші гуморальні і клітинні компоненти імунітету.

Ухилення від перетравлення фагоцитами - поширений механізм. Одні бактерії, подібно шигеллам в клітинах, «ховаються» від макрофагів в клітинах, які їх не перетравлюють. Інші «обходять» механізми перетравлення в самих макрофагах. Так, Legionella pneumophila проникає в альвеолярні макрофаги і індукує пневмонії. Прилипання їх до макрофагів викликає поява довгих псевдоподий, які утворюють навколо легионелли кільця, що формують потім бульбашки (кільцевий або спіральний фагоцитоз). Фаголізосоми ингибируются і бактерії розмножуються в бульбашках. Мікобактерії туберкульозу та бруцелли живуть в цитоплазмі поза фагосом, а інші бактерії можуть бути резистентні до ферментам фаголізосом. Існують і інші антіфагоцітарние механізми, зокрема, зв'язування білків господаря. Стафілокок має білок А, який взаємодіє з Fc-фрагментом IgG. Фагоцит може не розпізнавати такий стафілокок, покритий IgG.