Перечислите и кратко охарактеризуйте свойства патогенных микроорганизмов

Обновлено: 05.07.2024

Резюме: Рассматриваются различные подходы при решении вопроса о патогенности возможного этиологического агента инфекционного заболевания.

Summary: Different approaches for solving the issue of the possible pathogenicity of the etiological agent of infectious disease.

Ключевые слова

Обзор

Обзор.

В описанных случаях для установления адекватного диагноза нет необходимости определять у выделенного микроорганизма наличие факторов патогенности. В случае, когда клиническая картина заболевания обусловлена определенным фактором, которым обладает микроорганизм, простого выделения возбудителя из клинического материала уже не достаточно. Для обоснования заключения об этиологической причине заболевания, требуется дополнительное выявление факторов патогенности у конкретного штамма.

Наиболее наглядно это утверждение иллюстрируется примером с возбудителем дифтерии. Так выделения Corynebacterium diphtheriae не достаточно для признания этого возбудителя причиной развития заболевания, поскольку, штаммы не способные продуцировать дифтерийный токсин (экзотоксин) не вызывают дифтерийную инфекцию. Именно токсин играет ведущую роль в патогенезе и клинической картине заболевания. Лица, от которых выделены нетоксигенные C.diphtheriae, кроме того, и не могут явиться источником инфекции. Для признания выделенного возбудителя патогенным требуется оценить способность изолированного штамма к продукции дифтерийного токсина [4, 5]. Только в этом случае можно говорить как об этиологии заболевания, так и о планировании противоэпидемических и профилактических мероприятий.

Наиболее сложно выявить этиологический агент инфекционного заболевания в случае условно-патогенной микрофлоры, которая вызывает заболевание в случае инфицирования человека массивной дозой возбудителя, способной преодолеть защитные барьеры организма и/или в случае дефектов защитных барьеров. Последнее может быть связано с недоразвитостью естественных защитных механизмов у новорожденных, с их инволюцией у пожилых или в результате ослабления защитных барьеров, например, при антибактериальной терапии, хирургических вмешательствах и др. В данном случае признание выделенного микроорганизма этиологическим агентом заболевания основывается на оценке количества предполагаемого возбудителя в 1 г. Клинического материала. Например, в случае условно-патогенных энтеробактерий диагноз подтверждается выделением одного и тогоже микроорганизма из предполагаемого пищевого продукта в количестве не менее 10 5 в 1 г и из выделений больных в количестве 10 7 – 10 8 в 1 г испражнений [5].

Другим примером является то, что для постановки диагноза микоплазмоза недостаточно обнаружения в исследуемых пробах Ureaplasma spp. и M. Hominis. Необходима количественная оценка обсемененности материала микоплазми. Считается, что клинически значимый титр для данных бактерий, при котором требуется антибиотикотерапия, составляет 10 4 КОЕ/мл. Это обусловлено тем, что микоплазмы в количестве 10 3 КОЕ/мл и менее могут обнаруживаться у здоровых людей [8].

Этот количественный критерий определяется как состоянием макроорганизма, так и свойствами возбудителя, например, способностью к персистенции в организме хозяина.

Был описан подход по определению реализации патогенных свойств возбудителя на основе количественного изучения как патогенных, так и персистентных свойств микроорганизмов.

При количественном изучении набора из 9 факторов патогенности и(или) персистенции V.parahaemolyticus и A.hydrophila различной экотопической принадлежности, было показано, что ни один из изученных факторов не имеет корреляционной связи с патогенностью выраженной на столько, чтобы на основе определения любого из них однозначно говорить о патогенности изученных микроорганизмов. Были изучены липазная активность, ДНК-азная, РНК-азная, лецитиназная, способность к сорбции конго красного, гемолитическая активность, антиинтерфероновая, лизоцимная, антилизоцимная, антикомплементарная активность. Проблема была решена на основе множественного корреляционного анализа. При этом коэффициент множественной корреляции с патогенностью у парагемолитических вибрионов был равен 1 (функциональная связь), а у аэромонад – 0,95 [9. 10] . Автором была показана возможность возможно обоснованного суждения о патогенности отдельно взятого штамма и решения вопроса об этиологической причине заболевания.

Таким образом, существуют разнообразные подходы к определению патогенности микроорганизмов и установлению этиологической значимости инфекционного агента, учитывающие особенности биологических свойств микрофлоры, способной вызвать заболевание человека.

Литература

6. Уралева В.С., Гулида М.М. Характеристика протеазной активности штаммов и мутантов Vibrio cholerae с различными биологическими свойствами // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии.- 1988. N 9. С.7-10.

7. Урбанович Л.Я., Саппо С.Г., Колесник В.С. О факторах патогенности Vibrio cholerae // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии.- 1988. N 9. С.105-109.

8. Заручейнова О.В. Методы лабораторной диагностики урогенитальных инфекций, ассоциированных с Mycoplasma hominis и Ureaplasma spp.// Инфекия и иммунитет.- 2014. Т.4., № 4. С.331-338.

9. Бойко А.В. Факторы патогенности некоторых вибрионов и аэромонад // Журн.микробио-логии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2000. №6. С.104-108.

10. Бойко А.В. Микробиологические и экологические аспекты паразитизма вибриофлоры и аэромонад. Автореф. … доктора мед. наук. Челябинск, 1998. 40с.

Типы патогенных микроорганизмов. Токсины

В норме организм человека населён различными бактериями и простейшими, которые не вызывают инфекционных заболеваний. Инфекционный процесс возникает при поражении патогенной микрофлорой тканей и слизистых оболочек организма хозяина. Патоген — агент, способный вызвать инфекционный процесс.

Представителей нормальной микрофлоры считают условно-патогенными (комменсалами). Патогенность — способность микроорганизма вызывать заболевание макроорганизма. Вирулентность — степень патогенности (способность вызвать тяжёлое течение заболевания).

Например, основной фактор, определяющий патогенность Streptococcus pneumoniae, — капсула, без которой этот микроорганизм не может вызвать инфекцию. В роли возбудителей могут выступать простейшие и некоторые многоклеточные организмы. Они также могут быть патогенными и условно-патогенными.

Типы патогенных микроорганизмов

Облигатные патогены практически всегда вызывают заболевание (например, Treponema pallidum, ВИЧ). Условно-патогенные микроорганизмы вызывают заболевание только при определённых условиях.

Например, Bacteroides fragilis (комменсал) — представитель нормальной микрофлоры кишечника, но при попадании в брюшную полость (особенно вместе с Е. coli) он может стать причиной абсцесса; Staphylococcus aureus является комменсалом бактериальной флоры передних отделов носовых проходов, он может быть причиной заболевания только при попадании на раневую поверхность.

Другие микроорганизмы считают оппортунистическими патогенами. Они обычно поражают людей со слабой иммунной системой. Например, Pneumocystis jiroveci может быть причиной пневмонии только у пациентов со сниженным Т-клеточным иммунитетом.

Токсины патогенных микроорганизмов

Эндотоксины — стимуляторы выработки ИЛ-1 и ФНО-а макрофагами, вызывающие развитие лихорадки и шока.

Экзотоксины — вещества белковой структуры, оказывающие местное или системное повреждающее воздействие на макроорганизм. Большинство из них состоит из нескольких субъединиц, одна из которых способствует прикреплению или проникновению в клетки-мишени, а вторая обусловливает физиологический эффект.

Классический пример — холерный токсин, В-субъединица которого связывается с эпителиальными клетками, а А-субъединица активирует аденилатциклазу и усиливает отток ионов натрия и хлора из клетки, способствуя возникновению диареи.

Некоторые экзотоксины выступают в роли суперантигенов, вызывая неспецифическую активацию Т-клеток, усиливая выработку медиаторов воспаления — цитокинов, что приводит к развитию ярко выраженных физиологических эффектов (лихорадки, шока, желудочно-кишечных расстройств, сыпи).

Некоторые экзотоксины влияют на синтез белка (например, дифтерийный токсин и синегнойный экзотоксин А), в то время как другие нарушают нервно-мышечную передачу (столбнячный и ботулиновый токсины).
В большинстве случаев антитела к токсинам нейтрализуют их эффекты и обладают протективным действием.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Инфекция – сложный биологический процесс, возникающий в результате проникновения патогенных микробов в организм и нарушения постоянства его внутренней среды. Возникновение инфекции зависит от нескольких факторов: степени патогенности (вирулентности) микроба, состояния макроорганизма и условий внешней среды.

Патогенность – это способность микроба определенного вида при соответствующих условиях вызывать характерное для него инфекционное заболевание. Следовательно, патогенность есть видовой признак.

Вирулентность – это степень патогенности определенного штамма микроба, т. е. индивидуальный признак. Например, бацилла сибирской язвы является патогенной, так как обладает свойством вызывает заболевание сибирской язвой. Но штамм одной культуры вызывает заболевание и смерть через 96 часов, а другой – через 6-7 дней. Следовательно, вирулентность первого штамма более высокая, чем второго.

Вирулентность микроба может быть повышена путем его пассажей через чувствительный организм лабораторных животных, т.е. последовательным заражением ряда животных (после гибели первого зараженного животного выделенными из него микробами заражают следующее животное и т.д.). В естественных условиях вирулентность бактерий повышается путем пассажа через восприимчивый организм, поэтому больных заразной болезнью необходимо немедленно изолировать от здоровых. Снизить вирулентность микроба в лабораторных условиях можно путем пересевов и выращивания на питательных средах при повышенной температуре или при добавлении в среду некоторых химических веществ (бычья желчь, слабый раствор карболовой кислоты и пр.). Основываясь на этом принципе, готовят ослабленные живые вакцины, которые затем применяют против заразных болезней. Вирулентность микроба может понижаться и в естественных условиях под действием солнечных лучей, высушивания и пр. Таким образом, вирулентность как мера патогенности – величина переменная. Она может быть повышена, понижена и даже утеряна. Патогенность как особое качество болезнетворного вида микроба проявляется в агрессивных его свойствах и в токсическом действии на организм. Агрессивность – это способность патогенного микроба жить, размножаться и распространяться в организме, противостоять неблагоприятным влияниям, оказываемым организмом. Некоторые патогенные микробы, размножаясь в организме или на питательной среде в пробирке, вырабатывают растворимые продукты, получившие название агрессины. Назначение агрессинов - подавлять действие фагоцитов. Сами агрессины безвредны для организма, но если их прибавить к несмертельной дозе культуры соответствующего микроба, они вызывают смертельно протекающую инфекцию.

Токсичность – способность патогенного микроба вырабатывать и выделять ядовитые вещества, вредно действующие на организм. Токсины бывают двух видов – экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины – выделяются в окружающую среду при жизни микробов в организме или на искусственных питательных средах, а также в пищевых продуктах. Они очень ядовиты. Например, 0,005 мл жидкого столбнячного токсина или 0,0000001 мл ботулинического токсина убивает морскую свинку. Микробы, способные образовывать токсины, получили название токсигенных Под влиянием нагревания и света экзотоксины легко разрушаются, а под действием некоторых химических веществ теряют токсичность. Эндотоксины прочно связаны с телом микробной клетки и освобождаются только после ее гибели и разрушения. Они весьма устойчивы при действии высоких температур и не разрушаются даже после нескольких часов кипячения. Ядовитое действие многих бактерийных экзотоксинов связано с ферментами – лецитиназой (разрушает эритроциты), коллагеназой, гиалуронидазой (расщепляет гиалуроновую кислоту) и рядом других ферментов, которые производят в организме разрушение жизненно важных соединений. Условленно также, что некоторые патогенные бактерии (дифтерийные стафилококки и стрептококки) продуцируют фермент дезоксирибонуклеазу В процессе жизнедеятельности патогенные микробы выделяют и другие вещества, обусловливающие их вирулентность.

Пути внедрения патогенных микробов в организм

Место проникновения патогенных микробов в организм называется входными воротами инфекции. В естественных условиях заражение происходит через пищеварительный тракт (алиментарный путь), когда в пищу или в воду попадают патогенные микроорганизмы. Болезнетворное начало может проникать через поврежденные, а при некоторых инфекционных болезнях (бруцеллез) и неповрежденные слизистые оболочки рта, носа, глаз, мочеполовых путей и кожу. Судьба патогенных микробов, попавших в организм, может быть различной – в зависимости от состояния организма и вирулентности возбудителя. Некоторые микробы, попав с током крови в определенные органы, оседают (задерживаются) в их тканях, размножаются в них, выделяют токсины и вызывают заболевание. Например, возбудитель туберкулеза в легочной ткани. Любая инфекционная болезнь, независимо от клинических признаков и локализации микроба в организме, представляет собой заболевание всего организма. Если патогенные микробы проникли в кровеносные сосуды и начинают размножаться в крови, то они очень быстро проникают во все внутренние органы и ткани. Такую форму инфекции называют септицемией. Она характеризуется быстротой и злокачественностью течения и нередко заканчивается смертельным исходом. Когда микробы находятся в крови временно и не размножаются в ней, а посредством ее только переносятся в другие чувствительные ткани и органы, где затем уже размножаются, инфекцию принято называть бактериемией. Иногда микробы, проникнув в организм, остаются только в поврежденной ткани и, размножаясь выделяют токсины. Последние, проникая в кровь, вызывают общее тяжелое отравление (столбняк, злокачественный отек). Такой процесс называется токсемией. Пути выделения патогенных микробов из организма также различны: со слюной, мокротой, мочой, калом, молоком, выделениями из родовых путей.

Условия возникновения инфекций и значение состояния организма в этом процессе

Для возникновения инфекционного процесса требуется минимально заражающая доза микроба; однако чем больше проникло в организм микробов, тем скорее развивается болезнь. Чем вирулентнее микроб, тем быстрее наступают все клинические признаки болезни. Имеют значение и ворота инфекций. Например, после введения в легкие морской свинки 1 – 2 туберкулезных микробов может возникнуть заболевание, а чтобы вызвать заболевание путем подкожной инъекции микробов, надо ввести не меньше 800 живых туберкулезных палочек.

Патогенными называют те микробы, которые имеют способность провоцировать развитие какого-либо заболевания в организме человека или животного. Все они делятся на группы по различным признакам, но имеют и общие качества. Свойства патогенных микроорганизмов достаточно хорошо изучены, и ими обладают все без исключения болезнетворные микробы.

Основные признаки

Характеристика патогенных микроорганизмов насчитывает четыре особенности.

Специфичность

Каждый отдельный вид имеет возможность спровоцировать строго определенное заболевание с характерной симптоматикой.

Патогенность

Главное отличие от сапрофитных разновидностей. Это свойство заключается в том, что микроорганизм может выступать в роли возбудителя болезни, функционируя и свободно размножаясь внутри организма-носителя. Этот признак является постоянным, и он не может меняться под действием каких-либо внешних факторов.

Вирулентность

Под этим понятием понимается уровень патогенного воздействия на организм, которое оказывает микроб в процессе своей жизнедеятельности. Она не является постоянным свойством, под влиянием различных внешних условий она может понижаться, повышаться или вовсе утрачиваться.

В основу большинства вакцин, применяемых для лечения заболеваний, вызванных болезнетворными микроорганизмами, положено именно снижение их вирулентности с целью сокращения патогенности. Это качество присуще исключительно живым клеткам, погибшие экземпляры не могут оказывать отрицательное действие на организм носителя.

Способность образовывать токсины

Это свойство говорит само за себя – патогенные микроорганизмы способны в процессе своей жизнедеятельности выделять ядовитые вещества. При попадании их в лимфу или кровь происходит достаточно быстрое поражение практически всех внутренних органов, возникают отравления различной тяжести.

Токсины, вырабатываемые болезнетворными микроорганизмами, делятся на два вида: эндотоксины и экзотоксины. Последние являются прямым продуктом жизнедеятельности, обладают крайне высокой степенью опасности для живого организма. Эти токсины быстро разрушаются под воздействием тепла и солнечного света. Определенные химические вещества также могут сильно снизить их токсичность. Эндотоксины, напротив, попадают в организм носителя исключительно после гибели клетки, в процессе ее распада. Они значительно менее ядовиты, но не теряют своих свойств даже при сильном нагреве.

Высокое содержание и обильный выброс экзотоксинов, как наиболее опасных и токсичных для организма, делает их носителей подобием биологического оружия, которое может быстро распространиться и поразить огромное количество носителей.

Существует также большая группа условно-патогенных бактерий. Они примечательны тем, что практически постоянно соседствуют с живыми организмами и при этом не приносят им вреда в обычных условиях. Однако если что-то в организме носителя или в окружающей среде изменяется, это может стать отправной точкой развития серьезной инфекции. Условно-патогенные микроорганизмы, понятие, биологические особенности и свойства достойны отдельной темы. Необходимо знать об их существовании и не путать с болезнетворными.

Биологические характеристики патогенных бактерий

Рассмотрим безъядерные организмы – бактерии, окружающие нас повсеместно. Большинство патогенных бактерий обладает настолько мощной отравляющей способностью, что может являться основой для производства биологического оружия. При этом используются возбудители целого ряда различных тяжелейших заболеваний:

туляремии;
сибирской язвы;
бруцеллеза;
холеры;
дифтерии;
брюшного тифа;
энцефалита;
оспы и многих других.

Существуют определенные биологические особенности патогенных микроорганизмов, которые также отличают их от сапрофитных. Эти свойства носят название факторов вирулентности и к ним относятся:

Адгезия – это уникальное качество, специфика которого заключается в способности бактерий определять конкретные клетки и прикрепляться к ним.
Колонизация – это возможность микроорганизмов активно размножаться, находясь на поверхности клеток. Обильное размножение бактерий и иных микробов ведет к образованию обширной колонии.
Пенетрация – взаимодействие с белками, входящими в состав клеточных стенок, и проникновение внутрь.
Инвазия – возможность патогенных микроорганизмов проникать внутрь подлежащих тканей.
Агрессия – особое качество, подразумевающее способность бактерий противостоять иммунной системе носителя.

Разновидности болезнетворных микробов

Патогенные микроорганизмы и их особенности разделяются на три категории. В основе этой классификации лежат свойства патогенных микробов и их отношение к организму-носителю.

Облигатные (обязательные) бактерии и паразиты на всех этапах своей жизнедеятельности неразрывно связаны со своим хозяином. Они не могут существовать в открытой среде и имеют исключительно паразитическую форму. Если такие микроорганизмы попадают во внешний мир, то они неминуемо погибают. Передаются они различными способами: трансплацентарно, трансмиссионно, контактно-половым путем. Переносчиками бактерий могут выступать насекомые, такие, как блохи, клещи, клопы.

Факультативные микроорганизмы могут существовать как в организме своего хозяина, так и во внешней среде. Но для того, чтобы размножаться, они должны попасть в тело носителя. Большинство возбудителей распространенных инфекционных заболеваний являются именно факультативными. Благодаря такому свойству этот вид паразитов может выступать в роли биологического оружия, распространяясь буквально по воздуху и поражая огромное количество людей.

Существуют также случайные паразиты. Они отличаются тем, что существование внутри теплокровного носителя не является для них обязательным. Паразитическая фаза чаще всего возникает случайно либо эпизодически.

Далеко не все патогенные микроорганизмы наделены свойствами, которые необходимы для создания на их основе биологического оружия. Не стоит излишне беспокоиться и о том, что инфекции, вызываемые болезнетворными микробами, очень широко распространятся. Наиболее опасные и тяжелые заболевания провоцируются микробами, которые не так легко передать от одного носителя к другому.

Копирайтер. Занимаюсь написанием статей с 2013 года. Немалый опыт в “женской” тематике, дизайне интерьеров. Помимо этого пишу на многие другие темы.

Читайте также: