Презентация на тему "ПАТОГЕННОСТЬ И ВИРУЛЕНТНОСТЬ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  ПАТОГЕННОСТЬ И ВИРУЛЕНТНОСТЬ

• 
  Слайд 2

  Триада Генле-Коха:

  Ф.Генле разработал, а выдающийся немецкий микробиолог Р.Кох затем четко сформулировал получившую название триаду Генле—Коха, по которой можно судить об этиологической роли микроба в возникновении болезни: 1)     Микроб-возбудитель должен обнаруживаться во всех случаях данного заболевания и не встречаться ни у здоровых, ни у больных другими заболеваниями. 2)     микроб-возбудитель должен быть выделен из организма больного в чистой культуре 3)     чистая культура выделенного микроба должна вызывать то же заболевание у восприимчивых животных. В настоящее время эта триада в значительной мере утратила свое значение.

• 
  Слайд 3

  Генетические аспекты патогенности

  Факторы патогенности контролируются: — генами локализованными в хромосоме; — генами плазмид; — генами, привнесенными умеренными фагами.

• 
  Слайд 4
  

  Патогенность – генетически закрепленная способность Гены «патогенности» организованные в островки патогенности, способны к горизонтальному переносу Это большие (10-200 кб) участки ДНК бактериальной хромосомы или плазмиды, фланкированные прямыми повторами, с высоким содержанием ГЦ Интегрированы с генами тРНК, которые являются сайтами интеграции ДНК Обладают свойствами транспозонов, т.е. имеют гены интегразы, транспозазы или участок инсерционной последовательности и могут перемещаться из одного локуса тРНК в другой В одной бактериальной ДНК может быть несколько таких островков, например,у Salmonella обнаружено 5. Генетические аспекты патогенности

• 
  Слайд 5
  

  Механизм превращения непатогенных в патогенные связан по меньшей мере с двумя процессами: 1. с получением дополнительных генов от бактериофагов (патогенная дифтерийная палочка) или плазмид ( диареегенные эшерихии возникли в результате приобретения ими плазмид, содержащих гены, детерминирующие выработку токсина.) Генетические аспекты патогенности

• 
  Слайд 6
  

  Механизм превращения непатогенных в патогенные связан по меньшей мере с двумя процессами: 2. с утратой генов (редукционная эволюция) - утрата значительной части генома в ходе редуктивной эволюции зарегистрирована у возбудителя коклюша Bordetella pertussis , возбудителя чумы Yersinia pestis Генетические аспекты патогенности

• 
  Слайд 7
  

  Патогенность– потенциальная способность микроорганизма вызывать инфекционный процесс. Полифункциональное свойство, детерминировано геномом, передается по наследству. Вирулентность– степень патогенности, фенотипическое проявление патогенного генома Вирулентность может варьировать и может быть определена лабораторными методами (чаще- DL50- 50% летальная доза- количество патогенных микроорганизмов, позволяющая вызвать гибель 50% зараженных животных

• 
  Слайд 8
  

  Факторы адгезии и колонизации Факторы инвазии и агрессии Антифагоцитарные факторы Токсические факторы Факторы патогенности микроорганизмов

• 
  Слайд 9

  Факторы адгезии

  Адгезия происходит на поверхности слизистых оболочек различных органов и систем. Адгезия протекает в две стадии: 1.неспецифическое обратимое прикрепление бактерии к поверхности эукариотической клетки 2. специфическое необратимое Со специфичностью адгезии связан микробный тропизм – способность микроорганизмов поражать определенные органы и ткани Адгезия служит сигналом к запуску каскада сложных реакций как у бактерии, так и у макроорганизма

• 
  Слайд 10

  Факторы адгезии - Адгезины

  Грамположительные и грамотрицательные бактерии – используют различные стратегии специфической адгезии. У грамотрицательных микроорганизмов молекулы адгезинов входят в состав специализированных органелл – ворсинок (фимбрий, пилей), вследствие чего они названы фимбриальными адгезинами. Грамположительные бактерии осуществляют адгезию посредством афимбриальных адгезинов – поверхностные структуры: капсула; тейхоевые и липотейхоевые кислоты; М-белок стрептококков; фибронектинсвязывающие белки стрепто- и стафилококков. Рецепторами для адгезинов грам(+) бактерий чаще всего являются фибронектин и белки межклеточного матрикса. Афимбриальные адгезины описаны и у грам(–) бактерий (филаментозный гемагглютинин у Bordetella pertussis) Фимбрии гонококков Поверхностные структуры грамположительных бактерий

• 
  Слайд 11

  Факторы адгезии- биопленки

  Адгезия сопровождается в ряде случаев формированием биопленок Существование бактерий в виде биопленок позволяет им усилить свою защиту от фагоцитоза, ультрафиолетового излучения, вирусов и дегидратации, а также от антибиотиков (выдерживать концентрации антибиотиков в 100-1000 раз больше, чем подавляющие бактериальные клетки вне биопленок).

• 
  Слайд 12

  Факторы инвазии и агрессии

  Инвазия –проникновение возбудителя через слизистые и соединительнотканные барьеры Агрессия – подавление естественной резистентности и адаптивного иммунитета. Действуют совместно. Инвазивностью и агрессивностью обладают многие поверхностные структуры бактериальной клетки (жгутики, поверхностные белки, липополисахарид клеточнй стенки Грам- бактерий), а также ферменты секретируемые бактериями

• 
  Слайд 13
  

  Распространение микроорганизмов по межклеточным пространствам обеспечивают внеклеточно секретируемые белки, обладающие ферментативной активностью и нарушающие целостность внеклеточного матрикса: Гиалуронидаза- деполимеризует гиалуроновую кислоту- основной компонент соединительной ткани Нейраминидаза- отщепляет остатки сиаловых (нейраминовых кислот) от ганглиозидов (сиаловые кислоты входят в состав муцина, секретов слизистых, придает им вязкость, затрудняет продвижение микроорганизма к эпителиоцитам; находятся на поверхности рецепторов клеток слизистых оболочек, и других клеток, например, лейкоцитов) и разрушает муциновый барьер, снижается активность фагоцитоза Плазмокоагулаза-взаимодействует с активатором плазмы с образованием тромбоподобного вещества, которое превращает фибриноген в фибрин. и вокруг возбудителя образуется чехол из фибрина.

• 
  Слайд 14
  

  Лецитиназа– гидролизует лецитин (фосфоглицерид фосфатидилхолин) основной компонент мембран млекопитающих, разрушает липиды клеточных мембран ДНК-аза – гидролиз молекул ДНК Уреаза - распад мочевины до углекислого газа и аммиака. Аммиак вызывает сдвиг рН в щелочную сторону, что способствует подселению других микроорганизмов в урогенитальном тракте; обладает прямым токсическим эффектом для клеточных мембран; подавляет клеточное дыхание, токсичен для центральной нервной системы

• 
  Слайд 15
  

  Протеолитические ферменты: Основной мишенью протеолитических ферментов, образуемых бактериями, являются белки, включая сигнальные и эффекторные белковые молекулы иммунной защиты Коллагеназа- вызывает гидролиз коллагена мышечных волокон Фибринолизин- растворяет сгустки фибрина вокруг очага воспаления, что способствует распространению возбудителя - генерализации инфекции Протеазы- гидролиз тканевых белков IgA протеазы -гидролиз секреторных иммуноглобулинов- нарушение местного иммунитета

• 
  Слайд 16
  

  Проникновение микроорганизма внутрь эукариотической клетки обеспечивают: А. Фагоцитоз Б. Активная инвазия -способность микроорганизмов проникать внутрь клеток, не являющихся "профессиональными" фагоцитами

• 
  Слайд 17

  Инвазия

  Инвазивные энтеробактерии в качестве рецепторов эукариотических клеток используют интегрины, листерии -кадхерин. Эти молекулы эпителиальных клеток играют основную роль в поддержании структуры тканей, обеспечивая физический контакт эукариотических клеток. Связывание бактериальных инвазинов с рецепторами - сигнал к реорганизации компонентов цитоскелета клеток эпителия (нитей актина и микротрубочек), в результате которой и происходит инвазия. В процессе инвазии на поверхности эпителиальных клеток образуются выросты, которые "обволакивают" бактерии, затем выросты замыкаются, и формируется внутриклеточная вакуоль, содержащая бактерию. Таким образом бактерия "заставляет" клетку эпителия захватить себя.

• 
  Слайд 18
  

  Основные "ворота" для Yersinia spp., Salmonella spp. и Shigella spp. - М-клетки, обеспечивающие транспорт макромолекул и более крупных частиц из просвета кишечника в области подслизистого слоя При активной инвазии в эпителиальные клетки микроорганизмы не подвергаются никаким неблагоприятным воздействиям. Описанную стратегию используют сальмонеллы и шигеллы. Стафилококки, пиогенные стрептококки и микобактерии, проникают внутрь фагоцитов, используя рецепторы к комплементу. Фагоцитоз, опосредованный этими рецепторами, не приводит к выраженной активации бактерицидных систем фагоцитов.

• 
  Слайд 19

  Антифагоцитарные факторы

  Имеют поверхностную локализацию – капсулы, капсулоподобные структуры Не являются жизненно важными для бактериальной клетки Имеют макромолекулярную структуру

• 
  Слайд 20
  

  Факторы, подавляющие хемотаксис –стрептолизин стрептококков (который способен убиватьфагоциты), фракцииMycobacterium tuberculosis ø токсин клостридий ингибируют хемотаксис нейтрофилов Факторы, препятствующие захвату-поглощению: Антигенная мимикрия- ускользание от распознавания иммунной системой. Некоторые патогены покрывают поверхность своей клетки веществами, которые распознаются как «свои»: плазмокоагулаза Staphylococcus aureusпокрывает поверхность кокков фибрином;Treponema pallidumсвязывает на своей поверхности фибронектин; стрептококки группы А образуют капсулу из гиалуроновой кислоты. Другие способны к антигенной вариабельности; образованию L-форм Полисахаридные капсулыS. pneumoniae, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae M белок стрептококков группы А Поверхностный полисахаридный слойPseudomonas aeruginosa O антиген ЛПСE. coli K антигенE. coli, Vi антиген of Salmonella typhi Белок АStaphylococcus aureus

• 
  Слайд 21
  

  Выживание микробных клеток после поглощения фагоцитом: Препятствие слиянию фагосомы с лизосомой – стратегия Salmonella, M. tuberculosis, LegionellaиChlamydiae Внутриклеточное расположение M. tuberculosis. Окраска по Цилю-Нильсену

• 
  Слайд 22
  

  Подавление процессов закисления в фаголизосоме, что приводит к нарушению действия лизосомальных ферментов Разрушение мембраны фагосомы до слияния с лизосомой – ускоренный выброс: листерии, риккетсии. Уничтожение фагоцитов: До поглощения – действие гемолизинов После поглощения – выделение токсических продуктов в фагосоме

• 
  Слайд 23

  Бактериальные токсины

• 
  Слайд 24

  Бактериальные токсины. Экзотоксины

  Простые – полипептидная цепь Сложные – несколько связанных полипептидных цепей, соединенных между собой. Простые токсины вырабатываются в неактивной форме (протоксин) – активируются протеазами. Биологический смысл активации – образование бифункциональной системы состоящей из субъединиц А и В. В- отвечает за транспортную и рецепторную функцию А- обладает ферментативными свойствами, оказывает специфическое действие

• 
  Слайд 25

  Белковые токсины разделяют По степени связи с бактериальной клеткой

  А. Токсины, секретируемые во внешнюю среду (дифтерийный токсин) B. Частично секретируемые токсины(ботулинический токсин и столбнячный тетаноспазмин) –большая часть остается внутри бактериальной клетки, а часть токсина выделяется и проникает в клетки макроорганизма C. Несекретируемые токсины (токсин Шига и шигаподобные токсины) -освобождаются только после гибели и распада клетки-продуцента

• 
  Слайд 26

  Бактериальные токсины. Экзотоксины

  Токсины, повреждающие клеточные мембраны: Нарушающие целостность мембран клеток с помощью ферментативного гидролиза фосфолипидов –фосфолипаза C. perfringens Порообразующие-гемолизины и лейкоцидин; могут повреждать моноциты, тромбоциты (альфа токсин стафилококков)

• 
  Слайд 27
  

  Токсины, нарушающие синтез белка: Дифтерийный гистотоксин взаимодействует фактором элонгации ЕF-2 и осуществляет его АДФ-рибозилирование. При этом блокируется синтез белка на рибосомах, что, в конечном итоге, приводит к гибели клеток. Шига-токсин – вызывает ферментативное повреждение 28s рибосомальной РНК эпителиоцитов толстого кишечника, нарушается функционирование рибосом, факторы элонгации не могут связаться с рибосомами, нарушается синтез белка, клетка погибает.

• 
  Слайд 28
  

  Функциональные блокаторы (активаторы путей метаболизма вторичных мессенджеров: Эти токсины способствуют усилению синтеза цАМФ, что приводит к нарушению транспорта электролитов (токсин холерного вибриона, коклюшный токсин). Холероген действует в тонкой кишке, усиливает активность аденилатциклазы Коклюшный токсин– действует в респираторном тракте, изменяет активность аденилатциклазы.

• 
  Слайд 29

  Термолабильный энтеротоксин холерного вибриона

  В норме регуляция аденилатциклазы осуществляется регуляторным белком (Gs) и гуанозинтрифосфатом(GTP). Однако, активация подавляется регуляторным белком(Gi) и происходит гидролиз ГТФ. А1 субъединица холерного токсина прикрепляется к белку Gs с образованием комплекса (Gs-ADPR), и гидролиз ГТФ становится невозможен. Поскольку гидролиз ГТФявляется ключевым событием для инактивации аденилатциклазы, фермент остается в состоянии постоянной активации.

• 
  Слайд 30

  Бактериальные токсины. Экзотоксины

  Токсины-протеазы – нейротоксины: Клеточные мишени для токсина - группа белков, необходимых для соединения синаптических пузырьков с пресинаптическими плазматическими мембранами с последующим высвобождением нейромедиаторов Столбнячный токсин связывается с рецепторами пресинаптической мембраны моторных нейронов, но затем с помощью обратного везикулярного транспорта перемещается в спинной мозг, где внедряется в тормозные и вставочные нейроны. Расщепление синаптобревина в этих нейронах приводит к нарушению высвобождения глицина и гамма-аминомаслянойкислоты через пресинаптические мембраны в синаптическую щель- судороги Ботулотоксин - поступая в кровь, токсин достигает нервно-мышечных соединений и поражает холинэргические отделы периферической нервной системы; происходит пресинаптическая блокада высвобождения ацетилхолина.В результате прекращается подача импульса с нерва на мышцу, развива ется парез или паралич разных групп мышц.

• 
  Слайд 31
  

  Токсины – суперантигены Непосредственно взаимодействуют с Т хелперами (связываются с особым белком на поверхности клетки – рецептором CD28) и стимулируют их к гиперпродукции цитокинов, запуская настолько сильную реакцию иммунной системы, что ее называют «иммунной бурей»

• 
  Слайд 32

  Эндотоксины

  Липид А липополисахаридного комплекса грамотрицательных бактерий

• 
  Слайд 33
  

  Эндотоксин Основные характеристики: Иммуногенность Стимуляция выработки физиологически активных веществ Пирогенность Активация комплемента по альтернативному пути Накопление органических кислот (метаболический ацидоз) Повреждение сосудов микроциркуляторного русла Нарушение в результате сосудистых повреждений функций почек, печени, сердца, легких, мозга, развитие эндотоксического шока

• 
  Слайд 34

  Физиологические эффекты эндотоксина

  Вместе с тем эндотоксины способны оказывать и благотворное влияние, стимулируя неспецифическую устойчивость организма к бактериальным и вирусным инфекциям. Эндотоксины важны для нормального развития и функционирования иммунной системы организма.

• 
  Слайд 35
  

  Эндотоксин – суперантиген. Схема активации клеток с участием белка Toll-4 и рецепторов IL-1.

  Устойчив : Чувствителен: К кислым хлору, Низким температурам ультрафиолету Анализ строения Toll-белков и рецепторного комплекса IL-1 подтверждает, что это не случайно. IL-1 практически повторяет все биологические эффекты ЛПС как на местном, так и на системном уровне