Факторы патогенности стафилококков

Стафилококки

Род Staphylococcus состоит из 27 видов, из них 3 основных: S. aureus, S. еpidermidis, S. saprophyticus.

Стафилококки имеют шаровидную форму, располагаются в виде гроздей винограда. В мазке из патологического материала они находятся на разных стадиях деления: одиночные, парные, цепочки, но чаще в виде гроздей; неподвижны, спор не образуют. Некоторые имеют капсулу, изменяются под действием антибиотиков и превращаются из типичных S-форм в L-формы, G-формы – карликовые, в фильтрующиеся формы. Факультативные анаэробы, хемоорганотрофы с окислительным и бродильным типом метаболизма, каталазоположительны, содержат цитохромы, чувствительны к лизостафину.

Температурный диапазон роста от 4°С до 43°С, pH 7, 2-7, 4; Г+Ц – 30-39 моль%. Неприхотливы к питательным средам. Колонии S.aureus круглые, гладкие, имеют пигмент золотистого цвета; S. epidermidis образует более мелкие белые колонии; S. saprophyticus – крупные, эмалевые, белого, реже лимонно-желтого цвета. Признак пигментообразования лучше проявляется на МЖСА (молочно-желточно-солевом агаре) или ЖСА – элективных и дифференциально-диагностических средах. Повышенная концентрация NaCl подавляет рост других микробов; в среде с яичным желтком выявляется фермент лецитиназа – вокруг колоний появляются радужные венчики помутнения. Добавление молока стимулирует образование пигмента. На кровяном агаре выявляют гемолитическую активность стафилококка.

Стафилококки хорошо растут на средах с добавлением 40% желчи. В МПБ дают диффузное помутнение всей питательной среды. При посеве в столбик желатина разжижают его в виде воронки, свертывают молоко, белок расщепляют до H₂S, восстанавливают нитраты в нитриты, индола не образуют. Биохимически активны, расщепляют многие углеводы до кислоты. Дифференциально-диагностическое значение имеет тест на сбраживание глюкозы в анаэробных условиях. Из ферментов, участвующих в патогенезе стафилококковых инфекций, только плазмокоагулаза и частично ДНКаза характерны для S.aureus. Стафилококки синтезируют бактериоцины.

Антигены. Антигенными свойствами обладают вещества клеточной стенки: пептидогликан, тейхоевые кислоты, белок А, типоспецифические агглютиногены, капсула.

Пептидогликан имеет общие антигены с пептидогликанами стрептококков. Видоспецифическими антигенами являются тейхоевые кислоты: для S. aureus – рибитолтейхоевые, для S. epidermidis – глицеринтейхоевые, S. saprophyticus имеет оба типа кислот.

 

Факторы патогенности стафилококков

Факторами патогенности стафилококка служат: токсические субстанции, микрокапсула, компоненты клеточной стенки, мембраноповреждающие токсины. Наибольшее значение имеют эксфолиатины А и В (суперантигены). Эксфолиатины А и В вызывают синдром «ошпаренной кожи»: образуются большие очаги эритемы на коже и пузыри. Эксфолиатины различаются по антигенным свойствам и отношению к температуре: А – термостабилен, контролируется хромосомным геном, В – термолабилен, зависит от плазмидного гена.

Эндотоксин синдрома токсического шока (TSST-суперантиген) вызывает синдром токсического шока за счет резкой стимуляции выделения ФНО-a и интерлейкина I. Синдром встречается у женщин, использующих сорбирующие тампоны в период менструации, в которых могут размножаться стафилококки. Клинически проявляется температурой тела выше 38, 8^оС, рвотой, диареей, скарлатиноподобной сыпью, снижением артериального давления. Лейкоцидин оказывает цитотоксическое действие на полиморфноядерные нейтрофилы, ингибирует всасывание воды и активирует образование цАМФ, что приводит к стафилококковым диареям.

Энтеротоксины являются суперантигенами. Мишень их действия – b-субъединица рецептора Т-клетки. Энтеротоксины (A-F) ответственны за развитие пищевых интоксикаций. Тип А обладает рвотным действием, тип В – повреждает слизистую желудочно-кишечного тракта. Типы В и С также приводят к развитию синдрома токсического шока.

Гемолизины (4 типа) вызывают гемолиз эритроцитов: L-токсин (a-гемолизин) относится к порообразующим токсинам, который обладает цитолитическими свойствами в отношении различных типов клеток (моноцитов, лимфоцитов, эритроцитов, тромбоцитов и эндотелиоцитов). Различают три стадии повреждения клеточной мембраны под действием L-токсина: протомеры токсина связываются с мембраной клеток при помощи рецепторов и адсорбируются фосфотидилхолином или холестерином, которые входят в состав билипидного слоя мембраны, далее протомеры олигомеризуются в нелитический гептамерный комплекс, который претерпевает конформационные изменения, формируется «ножка», которая проникает через цитоплазматическую мембрану, образуется пора и происходит вход и выход небольших молекул и ионов, что ведет к набуханию и гибели клеток, имеющих ядро, и осмотическому лизису эритроцитов. Бета-гемолизины разрушают эритроциты человека, проявляют свойства холодовых гемолизинов (активны при низких температурах); гамма-лизин – двухкомпонентный гемолизин с умеренной активностью в отношении эритроцитов человека; дельта-гемолизины проявляют детергентные свойства, оказывают цитотоксическое действие на различные клетки.

Микрокапсула защищает бактерии от комплемент-зависимого поглощения полиморфноядерными фагоцитами, способствует адгезии микроорганизмов и их распространению в тканях.

Компоненты клеточной стенки стимулируют развитие воспалительных реакций, усиливают синтез интерлейкина I макрофагами, активируют систему комплемента и являются мощными хемоаттрактантами для нейтрофилов. Белок А золотистого стафилококка связывается с Fc-фрагментом IgG и блокирует его.

Тейхоевые кислоты активируют систему комплемента по альтернативному пути, а также свертывающую и калликреин-кининовую системы, облегчают адгезию к эпителиальным клеткам, регулируют концентрацию катионов на клеточной мембране, связывают фибропептин.

К ферментам относят каталазу (защищает кокки от действия О₂-зависимых микробицидных механизмов фагоцитов), b-лактамазы (разрушают молекулы b-лактамных антибиотиков), липазы облегчают проникновение в ткани, плазмокоагулаза (существует в трех антигенных формах, активирует протромбин, что приводит к повышению свертываемости крови, препятствует фагоцитозу).

Гиалуронидаза способствует распространению стафилококков в тканях.

Лецитиназа разрушает лецитин, входящий в состав оболочек клеток, вызывает лейкопению. Фибринолизин, растворяя фибрин, способствует генерализации патологического процесса.

Экология и распространение стафилококков. Стафилококки колонизируют слизистые оболочки ротовой полости, носа, кишечника и кожу сразу после рождения. Они являются представителями нормальной микрофлоры тела человека.

Стафилококки присутствуют в окружающей среде везде. Этому способствует длительность выживания стафилококков на различных предметах. В связи с широким распространением стафилококков необходимо дифференцировать их виды, так как степень болезнетворной активности их различна.

Стафилококки хорошо переносят высушивание, пигмент хорошо защищает их от солнечных лучей. При комнатной температуре они остаются жизнеспособными на предметах ухода за больными в течение 50 дней, при температуре 70-80° погибают через 20-30 минут. 1% раствор хлорамина убивает их через 2-5 минут, дезинфицирующие средства – за 15 минут (3% раствор фенола). Высокая чувствительность к бриллиантовой зелени, нитрофуранам позволяет широко применять эти препараты для лечения поверхностных гнойно-воспалительных заболеваний.

 

Псевдомонады

Аэробные неферментирующие грамотрицательные палочки и коккобациллы – неспорообразующие бактерии, нетребовательные к условиям культивирования, разлагают углеводы неферментативным путем, не утилизируют их в качестве источника энергии, что устанавливают в тесте Хью-Лейфсона.

Род Pseudomonas относится к семейству Pseudomonadaceae и содержит более 20 видов. Для человека патогенна P. aeruginosa, реже патологические процессы вызывают P. putida, P. fluorescens.

Для P. aeruginosa характерны следующие признаки: грамотрицательная палочка, средних размеров, прямая или слегка изогнутая, подвижная (жгутики расположены по полюсам – амфитрихи), не имеет спор. Растет на простых средах, селективной средой является ЦПХ-агар. Вырабатывает феназиновый водорастворимый сине-зеленый пигмент с характерным запахом жасмина, в кислой среде пигмент красный. Пигмент дает флюоресценцию в ультрафиолетовых лучах. Вокруг колоний тонким слоем располагается внеклеточная слизь.

Синегнойная палочка является строгим аэробом, имеет окислительный тип метаболизма, обладает соответствующим набором ферментов (цитохромоксидазы), каталазный тест положительный, не образует индола и сероводорода, разжижает желатин, гидролизует казеин, восстанавливает нитраты, проба на оксидазу положительная. Содержание Г+Ц в ДНК составляет 67 моль%.

Другие патогенные для человека виды псевдомонад отличаются от синегнойной палочки по следующим биохимическим свойствам: флюоресценции в ультрафиолетовом свете, наличию аргининдегидролазы, желатиназы, амилазы, лизиндекарбоксилазы, росту при 42°С, образованию сероводорода и индола.

Распространение. Бактерии рода Pseudomonas широко распространены в природе: их обнаруживают в почве, воздухе. На коже у человека они локализованы в местах богатых потовыми и сальными железами.

Синегнойная палочка – условно-патогенный микроб. Заболевания возникают на фоне иммунодефицита. Способствует развитию инфекции высокая устойчивость возбудителя во внешней среде. В водопроводной воде она сохраняет жизнеспособность до 2, 5 месяцев, в инфицированной пыли выживает до 3-х суток, на поверхности инфицированных рук в течение одного часа, в дистиллированной воде – до одного года. Чувствительны к 3% раствору Н₂О₂, 0, 1% раствору сульфохлоратина, 2% раствору фенола.

Синегнойная палочка – типичный сапроноз, т.е. она накапливается в субстратах внешней среды, где создается резервуар инфекции, обусловловливающий эпидемиологическую опасность.

В стационарах часто циркулируют штаммы синегнойной палочки с повышенной вирулентностью, множественной лекарственной устойчивостью к антибиотикам и антисептикам, широким спектром антагонистического действия.

Возникновению внутрибольничной инфекции способствуют: неправильное проведение стерилизации, дезинфекции инструментов и аппаратуры, применение инфицированных лекарственных средств (глазные капли, мази), использование неэффективных дезинфицирующих средств (фурациллин, диоксидин), в которых синегнойная палочка может размножаться.

 

Стрептококки

К семейству Streptococcaceae относится род Streptococcus, содержащий основных патогенных для человека возбудителей, а также род Lactococcus.

Род Streptococcus объединяет более 60 видов стрептококков, которые отличаются по антигенным свойствам, биохимическим тестам и патогенности в отношении человека.

Наиболее вирулентным среди них является S. pyogenes. Он вызывает большинство местных и системных стрептококковых инфекций.

Также заболевания у человека могут вызывать S. agalactiae, S. dysgalactiae, S. bovis, S. anginosus и некоторые другие виды.

S. mutans и S. sobrinus обитают в ротовой полости; данные виды стимулируют развитие кариеса.

S. pneumoniae (или пневмококк) является одним из основных возбудителей пневмонии, менингита, среднего отита, синусита.

Исторически стрептококки разделяют на группы в зависимости от гемолитической активности.

При росте на кровяном агаре различают b-гемолитические стрептококки, дающие прозрачную зону гемолиза, a-гемолитические или зеленящие, дающие вокруг колоний зону зеленого цвета (гемоглобин превращается в метгемоглобин) и негемолитические – среда не изменяется.

К b-гемолитическим стрептококкам относят S. pуogenes, S. agalactiae, S. dysgalactiae, к a-гемолитическим – S. pneumoniae, S. mutans и многих других, к негемолитическим – S. bovis.

В род включены сферические или овоидные кокки размером 0, 5-2, 0 мкм, которые в мазках располагаются парами или короткими цепочками (Рис. 4), особенно при выращивании на жидких средах.

Резистентность

Стрептококки группы А встречаются повсеместно. Бактерии часто колонизируют кожные покровы и слизистые оболочки человека. Микроорганизмы длительно сохраняются при низких температурах, устойчивы к высушиванию, в гное, мокроте сохраняются месяцами. При температуре 70⁰С они погибают в течение 1 часа, а 3% фенол убивает их через 15 минут.

 

Возбудители столбняка

Возбудители столбняка относятся к виду Clostridium tetani. Они были впервые обнаружены в 1883 г. Н. Д. Монастырским и в 1884 г. А. Николайером, в чистой культуре выделены С. Китазато в 1889 г.

Морфология

Возбудитель – грамположительная прямая крупная палочка с перитрихиальными жгутиками (около 20), подвижная, имеет круглые споры, превышающие диаметр клетки и расположенные у полюса, поэтому возбудитель имеет вид барабанной палочки.

Культуральные свойства

Строгий анаэроб, хемоорганотроф. Способен к росту в температурном диапазоне 14-45°С. Культивируется в анаэробных условиях, на среде Китта-Тароцци вызывает помутнение, на кровяном анаэробном агаре образует отростчатые колонии с гемолизом, на сахарном агаре – чечевицеобразные колонии.

Биохимические свойства

Клостридии столбняка не ферментируют углеводы. Разлагают желатин, коагулируют молоко, индол не образуют, восстанавливают нитраты в нитриты.

Антигенная структура

C. tetani имеют О- и Н-антигены, по Н-антигенам дифференцируются на 10 сероваров.

Факторы вирулентности

C. tetani образует сильнейший экзотоксин, который уступает по летальному эффекту только экзотоксину возбудителя ботулизма. Смертельная доза для человека составляет 2-2, 5 нг/кг массы тела.

Он состоит из двух фракций: тетаноспазмина (нейротоксина) и тетанолизина (разрушает мембраны клеток, включая эритроциты).

Тетаноспазмин – полипептид молекулярной массой 150 000 Da. По биохимическому механизму действия представляет Zn-металлопротеазу.

Данный токсин разрушает нейробелки пресинаптических мембран преимущественно во вставочных нейронах ЦНС. Нарушается высвобождение их медиаторов. В результате тетаноспазмин блокирует тормозное действие вставочных нейронов на мотонейроны. Вследствие этого возникающие в мотонейронах импульсы беспрерывно поступают к мышцам, вызывая их сокращение.

Продукция тетаноспазмина кодируется плазмидными генами, отсюда разные штаммы возбудителя значительно отличаются по вирулентности.

Тетанолизин – мембранотропный токсин, разрушает эритроциты, обладает гемолитическим и кардиотоксическим действием. Способен поражать также вегетативную нервную систему и ядра продолговатого мозга, что может вызывать метаболические нарушения, гемодинамические расстройства, приводить к отеку мозга, некрозу в мышцах. Тем не менее, тетанолизин играет только вспомогательную роль в патогенезе столбняка.

В культурах клостридий токсин появляется на вторые сутки с пиком продукции к 5-7 дню. Разрушается при длительном хранении в термостате под воздействием света и кислорода, протеолитических ферментов.

Резистентность

Благодаря наличию спор, возбудитель устойчив во внешней среде, в почве сохраняется более 10 лет, при кипячении погибает в течение 50-60 минут, 1% раствор формалина и 5% раствор фенола уничтожают их через 12 часов.

 

Эшерихии

Данный род представлен 6 видами, основное значение имеет вид E. сoli (или кишечная палочка). E. vulneris могут выделять из ран, E. hermannii из ран, крови, спинномозговой жидкости.

Вид E. сoli включает условно-патогенные кишечные палочки, которые являются постоянными обитателями кишечника человека, животных, птиц, рыб.

Морфология

Прямые грамотрицательные палочки размерами 1-1, 5х2-6, 0 мкм, в мазках располагаются одиночно (Рис. 9), не имеют спор, перитрихи (редко неподвижны); большинство штаммов имеет микрокапсулу (некоторые – капсулу), реснички.

 

Культуральные свойства

E. сoli хорошо растет на простых питательных средах – колонии на агаре круглые, прозрачные, в мясо-пептонном бульоне вызывают диффузное помутнение всей среды.

Для культивирования применяют дифференциально-диагностические лактозосодержащие среды. На среде Эндо и среде Мак-Конки образуют красные с металлическим блеском лактозоположительные колонии, на среде Левина – темно-синие. Не растут на средах с цитратом

Штаммы, обитающие у человека и теплокровных животных, могут размножаться при 43⁰С, оптимальный рН 7, 2-7, 4, температурный оптимум – 37⁰С.

Биохимические свойства

Факультативные анаэробы. Активно метаболизируют углеводы. Ферментируют глюкозу, мальтозу, маннит и лактозу с выделением кислоты и газа.

Тесты на оксидазу, сероводород, желатин, уреазу отрицательны. Каталазоположительны, восстанавливают нитраты в нитриты.

Антигенная структура

У E. сoli имеется термостабильный О-АГ – ЛПС, по которому известно более 170 серогрупп.

На поверхности О-АГ расположен капсульный К-АГ, представленный несколькими фракциями (А, В, L). По К-АГ выделяют около 90 вариантов.

Термолабильный Н-АГ имеет белковую структуру, он связан с наличием жгутиков, разрушается при нагревании. По нему выделяют более 50 сероваров.

По наличию соматических, капсульных и жгутиковых антигенов составляют антигенные формулы фенотипа кишечной палочки, где на первое место ставят О-антиген, на второе – К, в скобках его тип (А, В, L), на третье – Н-антиген.

На практике используют также упрощенную классификацию диареегенных штаммов кишечной палочки по видам О-антигенов.

Патогенные кишечные палочки отличаются от непатогенных антигенной структурой. Это обусловливает возможность их серологического типирования.

Резистентность

Е. соli сравнительно устойчивы и могут сохраняться во внешней среде в течение нескольких недель или даже более длительный срок. Тем не менее, они чувствительны к воздействию дезинфектантов и антисептиков. При температуре 60⁰С погибают в течение 15 мин.

 

20 Энтеропатогенные … кишечные палочки

Энтеропатогенные E. сoli включают не менее 20 серогрупп. Они поражают новорожденных и детей 1-2 года жизни. Вызывают колиэнтерит.

Патогенез поражений определяется адгезией возбудителей к эпителию тонкого кишечника, повреждением микроворсинок, однако без инвазии в клетку.

Вирулентность этих бактерий связана с наличием особого генного локуса, который находится в составе хромосомного островка патогенности – локуса «стирания энтероцитов».

Данный локус кодирует различные факторы патогенности. Важнейшие из них – адгезин интимин и рецепторный для него белок Tir.

Для направленной доставки рецепторного Tir-белка в энтероциты у возбудителей имеется специализированная органелла инжектисома (или иглокомплекс). В ее состав входят сократительные белки. Инжектисома относится к системе III типа секреции бактерий, которая обеспечивает активное поступление белков патогенности в пораженные клетки.

В норме на энтероцитах Tir-рецептора нет. Однако его белки присутствуют в бактериальной клетке. После контакта E. сoli с клетками эпителия тонкой кишки с помощью инжектисомы происходит впрыскивание белков, составляющих Tir-рецептор к интимину, внутрь эпителиоцита. Через некоторое время этот рецептор появляется на мембране энтероцита.

E. сoli посредством интимина присоединяется к внедренному Tir-рецептору. Это обеспечивает прочную адгезию микроба с поверхностью эпителиальных клеток. Кроме того, Tir-рецептор активирует перестройку внутриклеточного актина и других белков в месте прикрепления микробов.

В результате после присоединения большого количества бактерий происходит сглаживание и стирание микроворсинок эпителия кишечника. При этом может развиваться локальное воспаление.

Все это ведет к нарушению всасывания, расстройству электролитного обмена и диарее.

Энтеротоксигенные E. сoli вызывают заболевания по другому механизму. К ним принадлежит более 70 серогрупп. Они остаются основной причиной диареи детей младшего возраста в странах с теплым климатом. Вызывают холероподобные заболевания. У взрослых лиц вызывают «диарею путешественников» при посещении санитарно неблагополучных стран.

Тип диареи – секреторный (невоспалительный), и связан с продукцией бактериями термолабильного и термостабильного энтеротоксинов. Токсины кодируются плазмидными генами.

Адгезию возбудителя на энтероцитах обеспечивают факторы колонизации (пили или фимбрии).

Действие термолабильного энтеротоксина аналогично действию токсина холерного вибриона. Токсин состоит из двух компонентов: А и В. Рецепторный компонент В состоит из 5 субъединиц. Он соединяется с ганглиозидными рецепторами на мембранах клеток эпителия, формирует канал в мембране и позволяет компоненту А проникать в клетки. Компонент А выполняет АДФ-рибозилирование внутриклеточных G-белков, что в итоге приводит к активации аденилатциклазы и накоплению внутриклеточного цАМФ. Далее активируются трансмембранные каналы, усиливается секреция ионов Cl^-, Na⁺ и воды с подавлениием их реабсорбции, что ведет к диарее.

Термостабильный энтеротоксин действует через внутриклеточную гуанилатциклазу, активируя секрецию электролитов и воды.

Энтероагрегативные E. сoli вызывают диарею вследствие своей выраженной способности к адгезии к эпителию и самоагрегации. Они обладают 2-мя основными типами фимбрий, обеспечивающих плотное прикрепление и взаимодействие микробных клеток.

В отличие от предыдущих возбудителей происходит диффузная адгезия микробов к эпителию на большом протяжении и их агрегация между собой. Кроме того, часть бактерий вырабатывает токсин с протеолитической активностью. Это ведет к повреждению эпителиальных клеток, развитию локального воспаления, что препятствует нормальному водно-электролитному обмену. В итоге возникает диарея длительностью более 2-х недель.

Энтероинвазивные E. сoli (9 основных серогрупп) отличаются от вышеперечисленных возбудителей. Они проявляют большее сходство с шигеллами, которые при инфекции проникают внутрь пораженных клеток. Так же, как и шигеллы, они неподвижны и не способны ферментировать лактозу.

Патогенность бактерий связана со способностью внедряться в эпителиоциты слизистой оболочки толстого кишечника, размножаться внутри клеток и разрушать их.

Эти свойства кодируются хромосомными и плазмидными генами патогенности. Одна из плазмид кодирует структуру III типа секреции, которая обеспечивает доставку факторов вирулентности в пораженные клетки. После их впрыскивания происходит перестройка внутриклеточного актина и захват прикрепившихся возбудителей клетками кишечника.

Кроме того, бактерии этой группы способны продуцировать энтеротоксин.

Воспаление при данной инфекции менее выражено, чем при шигеллезе, отсюда геморрагический колит наблюдается редко. Обычно возникает диарея различной длительности.

Наиболее угрожающие жизни заболевания и осложнения, вызывают эшерихии, относящиеся к группе энтерогеморрагических кишечных палочек (ЭГКП). У больных возникает тяжелый геморрагический колит, который может осложняться гемолитико-уремическим синдромом (ГУС) с развитием острой почечной недостаточности и возможным летальным исходом.

Бактерии данной группы продуцируют сильнодействующие экзотоксины, блокирующие синтез белка в пораженных клетках.

Вместе с экзотоксином возбудителей шигеллеза (шигатоксином) они образуют общее семейство токсинов. Отсюда они получили название шигаподобных токсинов 1 и 2 типа или веротоксинов (от названия лабораторных культур клеток Vero, на которых определяют их цитотоксическое действие).

Способность к синтезу токсинов определяется наличием умеренных бактериофагов в геноме бактериальных клеток.

Наиболее вероятным резервуаром ЭГКП является крупный рогатый скот. Человек может заражаться алиментарным путем при употреблении в пищу зараженного мяса или других пищевых продуктов, контаминированных возбудителем. Возможна контактно-бытовая передача инфекции, в том числе от больных и персонала.

Считалось, что заболевания вызывает ограниченная группа возбудителей, при этом основным серотипом является E. сoli 0157: Н7. В настоящее время показано, что не менее 30 серогрупп эшерихий могут быть причиной болезни.

Инкубационный период составляет в среднем 5-7 дней.

Возбудитель достигает эпителия толстого кишечника. Его прикрепление происходит по механизму, общему с энтеропатогенными кишечными палочками. В нуклеоиде ЭГКП содержится аналогичный локус «стирания энтероцитов», который кодирует адгезин интимин и рецепторный для него белок Tir.

При помощи системы III типа секреции (инжектисомы) происходит доставка Tir-рецептора в энтероциты и плотная адгезия к ним бактерий посредством интимина.

Далее бактерии продуцируют шигаподобные экзотоксины. Как и многие другие токсины, они состоят из двух компонентов: А и В. Рецепторный компонент В соединяется с гликолипидным рецептором Gb₃ (глоботриозилцерамидом) на мембранах клеток.

После связывания с рецепторами токсины посредством эндоцитоза проникают в цитоплазму. Компонент А токсина распадается на 2 субъединицы, при этом фракция А1 обладает ферментативной N-гликозидазной активностью. Она разрушает гликозидные связи в 28S рРНК большой субъединицы рибосом и тем самым блокирует синтез белка в эпителиоцитах (цитотоксический эффект), вызывая их гибель. Поражение эндотелия сосудов вызывает дистрофию и некроз стенки кишечника.

После проникновения токсинов в кровоток они связываются с клетками с высокой плотностью Gb₃-рецепторов, в частности с эндотелием почечных клубочков и сосудов микроциркуляции. Разрушение клеток почечных клубочков может приводить к нарушению функции органа и почечной недостаточности.

ЭГКП обладают и другими факторами вирулентности, в частности, гемолизинами, которые кодируются плазмидными генами. Также они продуцируют сериновую протеазу, которая разрушает фактор свертывания V.

Кроме того, бактерии имеют плазмиды с генами устойчивости к антибиотикам. Они способны к продукции β -лактамаз расширенного спектра действия.

Множественное действие факторов вирулентности приводит к развитию деструктивного гемоколита.

При обычном течении симптомы болезни постепенно угасают, однако в 6-8% случаев заболевание осложняется гемолитико-уремическим синдромом. ГУС чаще возникает у детей младшего возраста или у пожилых людей. Он сопровождается гемолитической анемией, тромбоцитопенией и почечной недостаточностью. Летальность при ГУС может достигать 5% и более, осложнения в виде почечной недостаточности и поражения ЦНС – у 15-30% больных.

В мае 2011 года в ФРГ и соседних европейских странах возникла эпидемическая вспышка энтерогеморрагической инфекции, вызванной кишечной палочкой. Эпидемия продлилась в течение двух месяцев. Всего в 16 странах было зарегистрировано 4321 случаев заболевания, из них 50 человек умерло (летальность превышает 1%). Среди заболевших преобладали женщины. Более чем у 25% из них возник гемолитико-уремический синдром.

Заражение, вероятнее всего, было связано с употреблением в пищу контаминированных продуктов, в первую очередь – проросших семян некоторых бобовых (пажитник).

Оказалось, что инфекция вызвана E. сoli нового серовара О104: Н4, который до этого вызывал патологию лишь в единичных случаях.

Изучение генома возбудителя показало, что бактерии серовара О104: Н4 не имеют генов интимина, однако обладают адгезинами, характерными для энтероагрегативных кишечных палочек. Также они продуцировали шигаподобный токсин 2 типа, кодируемый генами бактериофага, и β -лактамазы расширенного спектра действия. Возникновение такого штамма связывают с горизонтальным переносом генов между бактериями и их последующей рекомбинацией.

Анализ эпидемии подтвердил, что среди популяций E. сoli постоянно происходит интенсивный генетический обмен, обеспечивающий быстрое распространение генов патогенности и приводящий к появлению новых вирулентных штаммов.

Помимо специфических диарейных заболеваний, E. сoli регулярно вызывают внекишечные инфекции.

Это оппортунистические инфекции, условиями для которых являются попадание возбудителя в норме стерильный биотоп (брюшная полость, мочевыводящие пути, ЦНС), повреждение тканевых барьеров, снижение иммунитета, развитие смешанной инфекции и т.д.

Наиболее часто возникают заболевания мочевыводящих путей, вызванные уропатогенными эшерихиями. Известно несколько таких серогрупп.

Они вызывают внегоспитальный цистит и восходящий пиелонефрит. У детей могут приводить к хроническим инфекциям. Вирулентность связана с наличием различных типов адгезинов, обусловливающих прикрепление бактерий к эпителию мочевого тракта. Адгезины в основном кодируются хромосомными генами в составе островков патогенности.

Специфичными для уропатогенных эшерихий являются Р-фимбрии. Они связываются с гликосфинголипидными рецепторами уроэпителия. Также в адгезии участвуют маннозочувствительные фимбрии, гемагглютинин и т.п. Плотное прикрепление бактерий, их разрушение с выделением ЛПС эндотоксина вызывает воспалительную реакцию (нейтрофильную инфильтрацию, местное выделение провоспалительных цитокинов и т.д.), что ведет к прогрессированию процесса.

Кроме того, уропатогенные E. сoli продуцируют гемолизины, гены которых находятся в плазмидах или нуклеоиде. Помимо эритроцитов, эти токсины повреждают эндотелий сосудов и почечный эпителий.

E. сoli могут участвовать в развитии абдоминальных инфекций (холецистита, аппендицита, перитонита), вызывать бактериемию и сепсис.

Особенно опасен менингит новорожденных и детей 1 месяца жизни, обусловленный кишечной палочкой. Наиболее часто он возникает у недоношенных детей. Бактерии проникают в ЦНС через фенестрированный эндотелий сосудистых сплетений головного мозга. Большинство возбудителей относится к серотипу О18: К1. Они обладают специализированными адгезинами (S-фимбриями). Вариант К1 капсульного АГ обеспечивает устойчивость бактерий в кровотоке к действию комплемента. Летальность при заболевании может превышать 50%.

 

Шигеллы

Шигеллез (бактериальная дизентерия) – это инфекционное заболевание, вызываемое бактериями рода Shigella, протекающее с преимущественным поражением толстого кишечника.

В различных странах бактериальная дизентерия составляет от 20 до 60 % кишечных инфекций.

Классификация

Род подразделяется на 4 вида:

S. dysenteriaе – серогруппа А, 15 сероваров;

S. flexneri – серогруппа В, 8 сероваров;

S. boydii – серогруппа С, 19 сероваров;

S. sonnei – серогруппа D, 1 серовар.

В генетическом отношении все виды шигелл имеют более 90% гомологии ДНК как между собой, так и с эшерихиями. Отсюда их можно отнести к одному геновиду. Однако различия в фенотипе, во многом обусловленные мобильными элементами генома, приводят к значительным отличиям видов по их патогенности.

Чаще всего вызывают шигеллез бактерии серогрупп В и D.

Морфология

Мелкие, грамотрицательные неподвижные палочки, имеют пили, которые обеспечивают адгезию; спор не имеют, могут иметь микрокапсулу.

Культуральные свойства

Факультативные анаэробы, хемоорганотрофы. Растут на простых питательных средах в виде мелких, полупрозрачных, бесцветных колоний. Склонны к диссоциации на S- и R-формы. На дифференциально-диагностических средах также дают бесцветные колонии, т.к. не расщепляют лактозу. В жидких средах S-формы дают равномерное помутнение, R-формы – придонный осадок.

Биохимические свойства

Все шигеллы менее активны, чем другие кишечные бактерии.

Углеводы ферментируют до кислот без газа. Индивидуальные биовары, например – S. flexneri биовар newcastle, способны образовать небольшое количество газа.

Наименьшей ферментативной активностью обладают S. dysenteriae, ферментирующие лишь глюкозу без газообразования.

Дифференциальным биохимическим признаком является ферментация маннита: S. dysenteriae не разлагает маннит, представители групп В, С, D маннитположительны.

В отличие от других видов, S. sonnei могут медленно в течение нескольких дней разлагать лактозу и сахарозу.

Оксидазоотрицательны, каталазоположительны.

Не образуют H₂S. S. flexneri продуцируют индол.

Антигенная структура

Антигенный комплекс шигелл включает О-АГ – липополисахарид клеточной стенки, по которому бактерии делятся на серогруппы и серовары. К-АГ схож у всех видов и способен маскировать О-АГ. Тормозит агглютинацию О-антисыворотками, что снимается кипячением в течение одного часа. Определение антигенной структуры проводят для окончательной идентификации бактерий.

Факторы вирулентности

Шигеллы – возбудители, паразитирующие внутриклеточно. Гены, кодирующие комплекс вирулентных свойств, расположены в хромосоме и плазмидах.

Все патогенные штаммы содержат большие плазмиды (120 – 140 кД), определяющие «инвазивный фенотип» шигелл. Белки инвазии кодируются, главным образом, генным локусом ipa/spa (ipa – инвазивные плазмидные АГ).

Этот локус отвечает за образование структур III типа секреции (инжектисомы и белков инвазии). У шигелл эта система называется секретон III. С помощью инжектисомы бактерия впрыскивает белки вирулентности Ipa, Vir и другие внутрь клеток. Они перестраивают внутриклеточный актин и обеспечивают попадание шигелл в эпителий.

Ведущий фактор вирулентности – экзотоксин (цитотоксин Шига). Он кодируется хромосомным stx-геном. Вызывает гибель клеток, воспаление и приток жидкости в очаг поражения.

Шига-токсин продуцируется главным образом шигеллами из группы А – S. dysenteriaе.

Токсин состоит из двух субъединиц: А и В. Компонент В обеспечивает связывание токсина с гликолипидным Gb3-рецептором на мембранах. Компонент А (фермент с гликозидазной активностью) разрушает 28S pPHK в большой субъединице клеточных рибосом. Это вызывает необратимое нарушение синтеза белка и гибель клеток. Нарушается всасывание Na и воды, что приводит к аккумуляции жидкости в подслизистой оболочке. У токсина Шига установлена гемолитическая активность in vitro.

Все возбудители продуцируют эндотоксин – ЛПС клеточной стенки, оказывающий провоспалительное действие.

Резистентность

Шигеллы обладают невысокой устойчивостью к действию внешних факторов. Наиболее резистентны S. sonnei, которые в водопроводной воде сохраняются до 2, 5 месяцев, в воде открытых водоемов – до 1, 5 месяцев. В продуктах, особенно молочных, могут не только сохраняться, но и размножаться.

 

Факторы патогенности шигелл

Шигеллез распространен повсеместно, особенно в развивающихся странах. Ежегодно в мире возникает до 150 млн случаев заболевания, при этом более 1 млн заканчивается летально. Около 70% пациентов – это дети в возрасте 1-5 лет

Шигеллез – антропонозная инфекция.

Источники инфекции – больные люди и бактерионосители. Основной механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи различны: при дизентерии Зонне преобладает пищевой путь, при дизентерии Флекснера – водный. Возможен контактно-бытовой путь передачи. Определенную роль играют насекомые – пассивные переносчики – мухи, тараканы и др., переносящие возбудителей на пищевые продукты.

Инфицирующая доза весьма невелика – 10-100 клеток, особенно для шигелл из группы А – S. dysenteriaе. Инкубационный период длится от 1 до 7 дней (чаще 1-2 дня).

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: