Роль микроорганизмов в инфекционном процессе. Генетический контроль патогенности и вирулентности

ВИТЕБСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

 

«Роль микроорганизмов в инфекционном процессе. Генетический контроль патогенности и вирулентности»

 

 

 

 

 

                  Выполнила студентка 

2 курса 18 группы

Лечебного факультета

Романовская Д.Д.

 

Проверил

Шилин В.Е.

 

 

 

 

 

ВИТЕБСК 2014

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

Эйфория 50-70-х гг. XX столетия по поводу успешной борьбы с инфекциями и полной ликвидации части из них оказалась преждевременной. Лишь одну инфекционную болезнь – натуральную оспу – можно считать условно ликвидированной на планете, поскольку несмотря на почти двадцатилетний срок отсутствия ее официальной регистрации, вирус заболевания сохраняется в ряде лабораторий, а прослойка неиммунных людей весьма значительна и постоянно возрастает.

Инфекционные болезни не собираются уступать своих позиций, а, наоборот, перешли в наступление. Во всех странах мира, независимо от экономического развития, отмечается их рост, регистрируются эпидемии. В основе роста заболеваемости в России лежит ряд причин.

Во-первых, на фоне дестабилизации социально-экономических условий жизни населения осложняется эпидемиологическая ситуация и возрастает значимость «классических» инфекций, называемых «возвращающимися, вновь возникающими». Наглядным примером может служить стремительный рост заболеваемости туберкулезом, в том числе активной формой болезни. Небывалого размаха достигла заболеваемость сифилисом и другими инфекциями, передаваемыми половым путем. Нельзя не упомянуть связанный с ослаблением иммунопрофилактики рост заболеваемости дифтерией в конце 80-х - начале 90-х годов; вспышку полиомиелита в Чеченской Республике в 1995 г.; эпидемию холеры в Дагестане в 1994 г. (2435 больных и носителей вибриона), возникшую в результате завоза возбудителя из Саудовской Аравии.

Во-вторых, все более возрастает роль условно-патогенных микроорганизмов, особенно в эпидемиологии внутрибольничных и многих других инфекций, а также возбудителей кишечных, легочных заболеваний.

В-третьих, официальная статистика в России регистрирует лишь 47 инфекционных заболеваний, а число известных науке инфекций увеличивается. Достаточно напомнить, что если в 1955 г. их насчитывалось 1062 (В. М. Жданов), то в настоящее время – более 1200 [Покровский В. И. и др., 1994]. При этом, многие из них представляют большую эпидемическую опасность и характеризуются высокой летальностью. 1981 год ознаменовался описанием синдрома приобретенного острого иммунодефицита – СПИД, чумы XX века. Позднее была установлена длительная бессимптомная или малосимптомная стадия болезни, наиболее опасная в эпидемиологическом плане, в связи, с чем был введен впервые в мире у нас в России термин – ВИЧ-инфекция. Отсюда возникновение новых проблем как для специалистов, так и для общества в целом.

 

 

Роль микроорганизмов в инфекционном процессе 

В развитии инфекции и формах ее проявления играют роль три основных взаимодействующих фактора: патогенные микроорганизмы, восприимчивый макроорганизм и внешняя среда, где происходит их взаимодействие. Чтобы вызвать заболевание, микроорганизмы должны обладать патогенностью и вирулентностью, т. е. признаками, которые характеризуют их как возбудителей заболевания.

Патогенность, или способность вызывать заболевание, является видовым, генетически обусловленным признаком микроорганизмов, возникшим в процессе эволюции. Патогенность контролируется многими генами, каждый из которых отвечает за синтез определенных ферментов и структур, обеспечивающих микроорганизму возможность существования в макроорганизме. Существует также группа условно-патогенных микроорганизмов, которые могут вызывать заболевания лишь при ослаблении сопротивляемости организма, когда защитные факторы недостаточны для борьбы с ними. Условно-патогенные микроорганизмы живут на коже, слизистых оболочках и в полостях организма человека и при плохом питании, утомлении, тяжелой работе, неправильном использовании лекарственных препаратов, нарушениях температурного режима могут вызвать заболевания. Патогенностью обладают и некоторые сапрофиты, не ведущие паразитического образа жизни, но выделяющие во внешнюю среду ядовитые продукты — токсины или другие продукты жизнедеятельности, способные вызвать заболевание у человека. Например, возбудитель ботулизма живет во внешней среде как сапрофит, но, попадая в пищевые продукты, особенно консервы, он начинает размножаться и выделяет настолько ядовитый токсин, что даже самые ничтожные дозы его вызывают тяжелейшее отравление, часто со смертельным исходом. Возбудитель газовой гангрены обитает в кишечнике человека, но при загрязнении раневых поверхностей, особенно размозженных мышц, может вызвать смертельное заболевание.

Признак патогенности характеризует взаимоотношения только определенного микроорганизма и хозяина, так как каждый вид патогенного микроба приспособился существовать только в одном или крайне ограниченном числе видов хозяина. Например, вирус кори и холерный вибрион патогенны для человека и непатогенны для животных. Возбудитель чумы крупного рогатого скота непатогенен для человека, а бруцеллы могут поражать как человека, так и животных. Понятие патогенности более широкое, чем понятие паразитарности. Все патогенные микроорганизмы — паразиты, но признаками патогенности могут обладать при определенных условиях и условно-патогенные микроорганизмы, и даже сапрофиты.

Вирулентность — мера патогенности микроорганизма для конкретного вида хозяина. Вирулентность — индивидуальный, варьирующий признак внутри данного вида микроорганизма, когда отдельные штаммы могут обладать различным по силе болезнетворным действием. Патогенность и вирулентность микроорганизмов связаны с выделением ими различных продуктов жизнедеятельности (метаболиты), ферментов, ядовитых веществ — токсинов, способных нарушать проницаемость клеток и тканей хозяина и разрушать его клеточные структуры. Вирулентность микроорганизмов связана также с наличием на их поверхностях различных структур, например капсулы и микрокапсулы, и определенных белков и липидов, наличие которых облегчает микробу проникновение в организм или препятствует проявлению фагоцитоза.

Вирулентность микроорганизма определяют на чувствительных животных: белых мышах, морских свинках, кроликах — путем введения им патогенных культур микробов, определяя минимальную смертельную дозу его.

Минимальная смертельная, или минимальная летальная, доза — dosis letalis minima (Dim) — то количество микробов, которое способно вызвать гибель 95—100% зараженных животных. Вирулентные микробы, обладающие высокой степенью патогенносте, могут вызвать гибель чувствительного животного при введении ему всего нескольких клеток. Маловирулентные микроорганизмы вызывают гибель животных только при введении им сотен миллионов клеток. Чаще летальную дозу (LD50) определяют по тому количеству микробных клеток, которое способно вызвать гибель 50% животных, чувствительных к данному виду микроорганизмов. LD50 позволяет сопоставлять вирулентность различных возбудителей путем определения гибели 50% животных, зараженных в опыте одинаковой минимальной дозой.

Вирулентность патогенных микробов может значительно колебаться. Только что выделенные из организма возбудители более вирулентны, чем сохраняющиеся на искусственных питательных средах в условиях лаборатории. Изменить вирулентность микроорганизмов можно действием повышенных температур, антисептиков, пассажами через организм невосприимчивого или маловосприимчивого животного, путем трансформации, выращивая их на питательных средах, содержащих нуклеопротеиды (ДНК) родственных микробов. Ослабление вирулентности у некоторых штаммов может быть настолько стойким, что становится возможным использование таких ослабленных, аттенуированных, штаммов в качестве вакцин.

Колебания вирулентности микроба могут отражаться на тяжести инфекционного процесса у человека, длительности инкубационного периода, продолжительности болезни.

Характерными признаками патогенных микроорганизмов являются также их специфичность и органотропность.

Специфичность — способность каждого вида патогенных микробов в случае проникновения в организм и размножения в нем вызывать определенную, имеющую характерную клиническую картину, инфекционную болезнь. Это обусловлено наличием у патогенных микроорганизмов определенных, характерных только для данного вида продуктов жизнедеятельности, ферментов, токсинов, поражающих избирательно разные органы и ткани организма. Антигенные свойства микроорганизма, его химическая структура определяют специфическую перестройку защитных свойств макроорганизма только в отношении этого возбудителя.

Органотропность характерна для большинства микроорганизмов — возбудителей инфекционных заболеваний. Предпочтительное поражение определенных органов и тканей характерно для кишечных микробов: холерные вибрионы, возбудители дизентерии и брюшного тифа поражают слизистую оболочку кишечника, малярийный плазмодий — клетки печени и эритроциты, вирус гриппа — слизистые оболочки дыхательных путей, вирус оспы — эпителий кожи и слизистых, вирус полиомиелита — нервные клетки спинного и продолговатого мозга, вирусы гепатита — клетки печени, вирусы энцефалитов — нервные клетки головного мозга. Преимущественное поражение того или иного органа находит отражение в клинической картине инфекционного заболевания.

Защитно-приспособительные реакции  макроорганизма 

Попадание в макроорганизм микроорганизма-паразита включает сложную цепь защитно-приспособительных реакций, направленных в конечном итоге на устранение возбудителя и восстановление структуры и функции органов и систем микроорганизма, поврежденных в ходе инфекционного процесса. Защитные реакции макроорганизма, мобилизуемые при развитии инфекционного процесса, обеспечивают химическое постоянство внутренней среды организма, его генетического и антигенного состава (гомеостаза) и являются частным вариантом адаптивной реакции организма па действие любого повреждающего фактора (физического, химического или биологического).

Факторы макроорганизма, препятствующие проникновению в организм, и жизнедеятельности возбудителя, могут быть разделены на неспецифические (играющие роль при контакте с любым или большей частью возбудителей) и специфические, или иммунные (направленные против одного определенного вида паразита).

Факторы неспецифической резистентности макроорганизма препятствуют развитию инфекционного процесса с момента контакта с возбудителем.

Любой клетке макроорганизма свойственна выраженная в различной степени (в зависимости от генетических особенностей) способность к противодействию микроорганизмам.

Первым и основным защитным барьером является врожденная, генетически предопределенная резистентность клеток в зоне входных ворот инфекции. Благодаря этому механизму защиты, клетки организма человека невосприимчивы к микробам, патогенным для животных и растений.

Важным фактором неспецифической резистентности является функция кожи как механического барьера для внедрения паразита. Известно, что значительная часть возбудителей контактных инфекций (рожа, столбняк и др.) способна проникать в организм через кожу лишь при условии ее повреждения.

 

 

 

 

 

 

Генетический контроль патогенности и вирулентности 

Генетический контроль патогенности и вирулентности. Генотипическое снижение вирулентности. Фенотипическое снижение вирулентности. Аттенуация. Все вышеназванные факторы и параметры патогенности и вирулентности подвержены фенотипическим и генотипическим изменениям. Причины таких изменений — эффекты различных физических и химических факторов, В первую очередь патогенные свойства бактерий находятся под контролем хромосомных и плазмидных генов. Способность к образованию экзотоксинов детерминируют внехромосомные tos-гены конвертирующих бактериофагов и плазмид (напри- мер, синтез дифтерийного гистотоксина, ботулинического нейротоксина и др.). Образование эндотоксинов кодируют хромосомные гены. Генотипическое снижение вирулентности Генотипическое снижение вирулентности возможно при мутациях, рекомбинациях, утере внехромосомных наследственных факторов (плазмид, транспозонов, вставочных (IS-) последовательностей). Фенотипическое снижение вирулентности. Аттенуация. Фенотипическое снижение вирулентности возможно при попадании возбудителя в неблагоприятные условия. In vitro оно возникает в результате неблагоприятного режима культивирования и состава питательной среды, воздействия селективных неблагоприятных факторов либо обработки популяции гомологичной антисывороткой. In vivo снижение вирулентности возникает вследствие селекции маловирулентных штаммов в гетерогенной популяции возбудителя под действием защитных факторов, антимикробных препаратов и др. Выжившая популяция приобретает устойчивость к этим воздействиям, но «платит» своими патогенными свойствами (например, за счёт утери плазмидных или хромосомных генов патогенности). Со времён Пастёра искусственное снижение вирулентности — положено в основу производства ряда вакцин. Таким образом, патогенность — качественный, признак болезнетворного микроба, а вирулентность — количественное проявление патогенности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1. Елена САФОНОВА Друзья и враги из микрокосмоса. // www.medi.ru »» Периодика »» Медицинский вестник »» Избранные статьи »» №7 (146) 2000 
   
2. Руководство по инфекционным болезням с атласом инфекционной патологии. Под редакцией Ю.В.Лобзина, С.С.Козлова, А.Н.Ускова. www.infectology.spb.ru, СПб,2000г. 
   
3. http://meduniver.com/Medical/Microbiology/144.html MedUniver 
   
4. http://aksioma.eu/rol-mikroorganizma-v-infekcionnom-processe-2/  
   
5. http://microbiology.ucoz.org/index/rol_mikroorganizmov_v_infekcionnom_processe/0-77