Вирулентность. Что такое вирулентность? Критерии вирулентности. Летальная доза ( DL, LD ). Инфицирующая доза ( ID ).

Обновлено: 17.05.2024

Вирулентность (лат. virulentus ядовитый) — степень патогенности данного штамма инфекционного агента в отношении животных определенного вида при стандартных условиях естественного или искусственного заражения. Поскольку Вирулентность является мерой патогенности, то полностью вирулентный штамм должен обладать всеми атрибутами болезнетворности (инфективностью, инвазивностью, токсигенностью или токсичностью), характеризующими вид, к к-рому он принадлежит. В связи с этим Вирулентность часто рассматривается как синоним патогенности применительно к определенному штамму возбудителя. Тем не менее в некоторых случаях под термином «вирулентность» понимают инвазивность, противопоставляя его токсичности или токсигенности (Л. А. Зильбер, 1958; В. Г. Петровская, 1967).

О Вирулентности патогенных микроорганизмов в естественных условиях судят по тяжести и исходу вызываемого ими заболевания. Так как Вирулентность детерминируется микробом и хозяином, ее определение в лабораторной практике строго стандартизуется (вид, пол, вес животных, условия содержания, полноценность питания и др.)- Важное значение имеет способ заражения (пероральный, интраназальный, внутривенный, внутрибрюшинный, интрацеребральный и др.). Для снижения степени влияния индивидуальных колебаний резистентности определение В. проводят на значительном количестве животных; более однородные результаты получаются при использовании инбредных линий животных (см. Инбридинг). Показатель В. выражают величиной летальных доз, т. е. наименьшими дозами возбудителя, вызывающими гибель 95% (dosis letalis minima), 100% (dosis certe letalis) или 50% (LD50) экспериментальных животных. Принято считать наиболее точным определение 50% летальной (LD50) или 50% инфицирующей (LD50) доз.

В. является полидетерминантным признаком и определяется комплексом свойств микробов, обусловливающих в совокупности их способность размножаться в организме хозяина и вызывать патологический процесс [Дюбо (R. Dubos), 1948; В. Г. Петровская, 1967].

Ранее носителями вирулентности считали некие гипотетические субстанции [«агрессины» Байля (О. Bail), «вирулины» Розенау (E. Rosenow), «антифагины» Н. Я. Чистовича, «предиспозины» Н. Ф. Гамалеи и др.], продуцируемые микроорганизмами (см. Агрессины).

Установлено, что факторами вирулентности являются биологически активные вещества, представленные определенными хим. комплексными соединениями [Смит (H. Smith), 1968]. В зависимости от функции, они могут быть подразделены на три категории: 1) вещества с антифагоцитарной активностью, к к-рым относятся компоненты бактериальной клетки, подавляющие защитные механизмы хозяина (капсульные полисахариды пневмококков, капсульный полипептид глутаминовой к-ты сибиреязвенных бацилл, М-протеин гемолитических стрептококков группы А, А-протеин стафилококков, корд-фактор (димиколат трегалозы) туберкулезных палочек, слизистое вещество Pseudomonas aeruginosa, VW-антигены и капсульное вещество (фракция F-1) чумных бактерий, К-, О- и Vi-антигены энтеробактерий и др.; 2) биологически активные вещества с инвазивной активностью, расщепляющие высокомолекулярные соединения, входящие в состав тканей и способствующие распространению возбудителя в организме (гиалуронидаза, дезоксирибонуклеаза, фибринолизин, коллагеназа и, по недавно полученным данным, нейраминидаза); 3) вещества с токсической активностью, к к-рым относят специфические экзотоксины, определяющие основные патогенные свойства микробов (экзотоксины возбудителей дифтерии, дизентерийных бактерий Григорьева — Шиги, ботулизма, столбняка, альфа-токсин Cl. perfringens, энтеротоксин холерного вибриона) и некоторые ферменты, вызывающие образование продуктов, усиливающих интоксикацию макроорганизма (уреазы, декарбоксилазы и др.).

Вирулентность микробов не является постоянной. Изменение В. может быть фенотипическим и генотипическим. Так, В. фенотипически может изменяться в зависимости от возраста культуры, температуры выращивания, что связано с индуктивным характером биосинтеза некоторых биологически активных веществ (температурозависимый синтез ряда антигенов чумных палочек, Vi-антигена брюшнотифозных бактерий, некоторых ферментов).

Стабильная утрата патогенных свойств определяется понятием «авирулентность». Снижение (аттенуация) или полная потеря В. наблюдается при пересевах культур в лабораторных условиях и при воздействии различных физ.-хим. и биол, факторов. Аттенуация (см.), как и полная утрата В., связана с изменением генотипа штамма: мутанты Вас. anthracis, потерявшие способность к капсулообразованию,— вакцинный штамм СТИ H. Н. Гинсбурга; Р-мутант — вакцинный штамм EV Жирара и Робика (G. Girard, J. Robie) чумных бактерий, утративший способность к пигментообразованию на геминовой среде; стрептомицинзависимые мутанты бруцелл Элберга (S. Elberg), сальмонелл, шигелл Мела (D. Mel) и В. В. Сергеева и энтеропатогенных кишечных палочек Линде (К. Linde) и др.

Генетические факторы, детерминирующие Вирулентность, изучены пока лишь у некоторых патогенных микроорганизмов. Хромосомное картирование таких факторов и знание маркеров, коррелирующих с В., позволит в будущем в короткие сроки получать штаммы с нужными для микробиологов характеристиками.

Библиография: Гинсбург H. Н. Живые вакцины, М., 1969; Дюбо Р. Ж. Бактериальная клетка в связи с проблемами вирулентности, иммунитета и химиотерапии, пер. с англ., М., 1948; 3ильбер Л. А. Основы иммунологии, М., 1958; Кальметт А. Предохранительная вакцинация против туберкулеза при помощи BCG, пер. с франц., М.—Л., 1929; Петровская В. Г. Проблема вирулентности бактерий, Л., 1967; Сергеев В. В. и др. Иммуногенные свойства живой лиофилизированной вакцины в опыте на обезьянах, Журн, микр., эпид, и иммун., №11, с. 26, 1968, библиогр.; Вail О. Das Problem der bakteriellen Infektion, Lpz., 1911; Elberg S. S. a. o. Immunization against brucella infection, J. Bact., v. 69, p. 643, 1955; Girard G. et Robic J. La vaccination de l’homme contre la peste au moyen de bacilles vivants (virus vaccin E. V.), son application k Madagascar, Bull, off. Hyg. publ., t. 28, p. 1078, 1936; Linde К. a. о. Investigation of oral immunization with streptomycin-dependent Escherichia coli, Folia microbioi. (Praha), v. 17, p. 153, 1972; Mel D. M., Terzin A. L. а. Vuksic L. Studies on vaccination against bacillary dysentery, Bull. Wld Hlth Org., v. 32, p. 633, 1965; Smith H. Biochemical challenge of microbial pathogenicity, Bact. Rev., v. 32, 164, 1968.

Патогенность и вирулентность

Оба понятия близки, но не идентичны. Патогенность — не абсолютная, а относительная величина, поэтому для определения степени патогенности возбудителя применяют термин «вирулентность».

Патогенность [от греч. pathos, болезнь, + genos, рождение]определяет специфичность па­тологических процессов, вызываемых конкретным возбудителем, что проявляется развитием соответствующего типа инфекционного заболевания (кишечного, дыхательного и т.д.). Генотип патогена фенотипически проявляется его вирулентными и токсигенными свойствами. Так, ус­ловно-патогенные микроорганизмы способны вызывать заболевания лишь при значительных нарушениях функциональных свойств местных и общих защитных факторов. Характерными свойствами патогенных микроорганизмов являются специфичность (способность вызывать определённую инфекционную болезнь после проникновения в организм) и органотропность (способность предпочтительно поражать определённые органы или ткани).

Вирулентность [от лат. virulentus, ядовитый]отражает степень патогенности различных изолятов или штаммов конкретного патогенного вида.

Критерии вирулентности. К критериям, определяющим вирулентность микроорганизмов, относят инфекционность, способность к колонизации, инвазивность, токсигенность и способ­ность к длительному персистированию. С известным допущением столь внушительный набор факторов, определяющих вирулентность, можно расценивать как «ответ» инфекционного агента на многообразие защитных механизмов организма хозяина.

Инфекционность — собственно способность заражать макроорганизм.

Способность к колонизации — свойство заселять очаги первичного инфицирования.

Инвазивность — способность проникать в ткани, лежащие за пределами входных ворот ин­фекции, и размножаться в них.

Токсигенность — способность образовывать ядовитые вещества, вызывающие болезнетвор­ное действие.

Способность к персистированию — свойство длительно циркулировать либо сохраняться в определённом очаге, что обусловлено способностью долгое время противодействовать влиянию защитных факторов макроорганизма.

Летальная доза. За единицу измерения вирулентности принята летальная доза(DL.отлат. dosis letalis) наименьшее количество патогенных микроорганизмов или токсина, способное вызвать гибель определённого количества лабораторных животных. На практике примет ют несколько производных от величин DL.

DCL (dosis certe letalis) — количество микробов или токсина, вызывающее гибель 100% лабораторных животных.

LD50 — количество патогенных микроорганизмов, способное вызывать гибель 50% экспериментально заражённых лабораторных животных. Применяют также величины LD?0, LD75, LD90 и т.д.

Инфицирующая доза (ID [от англ. infectious dose]) — минимальное количество патогенны микроорганизмов, способное вызвать развитие заболевания у определённого количества лабораторных животных. По аналогии с летальным эффектом определяют ID100, ID50 и т.д.

Патогенность и вирулентность микроорганизмов

Чтобы возникла инфекционная болезнь, необходимо наличие возбудителя, обладающего патогенностью вообще и вирулентностью в частности. Одинаковы ли эти понятия? Патогенность микроба — видовой генетический признак, его потенциальная возможность вызвать при благоприятных условиях инфекционный процесс. По этому признаку все существующие микроорганизмы подразделяют на патогенные, условно-патогенные и сапрофиты. Фактически все возбудители инфекционных болезней являются патогенными, но далеко не все из них способны вызвать инфекционную болезнь, чтобы это произошло, микроорганизм, хотя и принадлежащий к патогенному виду, должен обладать вирулентностью. Поэтому нельзя ставить знак равенства между патогенностью и вирулентностью.

Микроорганизм считается вирулентным, если он при внедрении в организм животного, даже в исключительно малых дозах, приводит к развитию инфекционного процесса. Никто не сомневается в патогенности сибиреязвенной бациллы, между тем среди культур этого микроба изредка, но встречаются авирулентные штаммы, не способные вызвать заболевания у овец и даже кроликов. Бактерии рожи свиней принадлежат к патогенному виду, но немало разновидностей этого микроба было выделено из организма совершенно здоровых свиней, индеек, рыб.

Свойства патогенности и вирулентности

ПАТОГЕННОСТЬ (Pathogenicity) — видовое свойство возбудителя, характеризующее его способность размножаться и вызывать те или иные патологические изменения в организме без дополнительной адаптации. В вирусологии понятие патогенность относится к типу вируса и означает, что данное свойство представлено у всех штаммов (изолятов) этого типа. Понятию патогенность не противоречит тот факт, что высокоаттенуированные штаммы практически утратили многие отличительные черты своего типа, т. е. оказались лишенными способности к патологическому воздействию на организм хозяина. Патогенность обычно описывается только качественными признаками

ВИРУЛЕНТНОСТЬ — это степень патогенности конкретного микроорганизма. Ее можно измерить. За единицу измерения вирулентности условно приняты летальная и инфицирующая дозы. Минимальная смертельная доза — DLM ( Dosis letalis minima ) — это наименьшее количество живых микробов или их токсинов, вызывающее за определенный срок гибель большинства взятых в опыт животных определенного вида. Но поскольку индивидуальная чувствительность животных к патогенному микробу (токсину) различна, то была введена безусловно смертельная доза — DCL ( Dosis certa letalis ), вызывающая гибель 100 % зараженных животных. Наиболее точной является средняя летальная доза — LD 50, т. е. наименьшая доза микробов (токсинов), убивающая половину животных в опыте. Для установления летальной дозы следует принимать во внимание способ введения возбудителя, а также массу и возраст подопытных животных, например, белые мыши — 16—18 г, морские свинки — 350 г , кролики — 2 кг . Таким же образом определяют инфицирующую дозу ( ID ), т. е. количество микробов или их токсинов, которое вызывает соответствующую инфекционную болезнь.

Высоковирулентные микроорганизмы способны вызвать заболевание животных или человека в самых малых дозах. Так, например, известно, что 2—3 микобактерии туберкулеза при введении в трахею вызывают у морской свинки туберкулез со смертельным исходом. Вирулентные штаммы сибиреязвенной бациллы в количестве 1—2 клеток могут вызвать смерть у морской свинки, белой мыши и даже крупного животного.

У одного и того же микроорганизма вирулентность может значительно колебаться. Это зависит от ряда биологических, физических и химических факторов, воздействующих на микроорганизм. Вирулентность микроорганизма можно повысить или понизить искусственными приемами.

Длительное выращивание культур вне организма на обычных питательных средах, выращивание культур при максимальной температуре (опыты Л. Пастера и Л. С. Банковского), добавление к культурам антисептических веществ (двухромовокислый калий, карболовая кислота, щелочь, сулема, желчь и т. д.) ослабляют вирулентность микроорганизмов.

Пассирование (последовательное проведение) возбудителя какой-либо инфекционной болезни через определенный вид животного от зараженного к здоровому, например возбудителя рожи свиней через организм кролика, ослабляет вирулентность для свиней, но усиливает ее для самих кроликов. Действие бактериофага (биологический фактор) может привести к ослаблению вирулентности микроорганизмов.

Усиление вирулентности под действием протеолитических ферментов можно наблюдать у Cl . perfringens при естественной ассоциации с возбудителями гниения (например, сарцинами) или при искусственном воздействии ферментом животного происхождения (например, трипсином).

Связан этот эффект со способностью протеаз активизировать протоксины, т. е. предшественники эпсилон-токсина типов В и D и йота-токсина типа Е Cl . perfringens .

Вирулентность микроорганизмов связана с токсигенностью и инвазивностью.

Токсигенность (греч. toxicum — яд и лат. genus — происхождение) — способность микроба образовывать токсины, которые вредно действуют на макроорганизм, путем изменения его метаболических функций.

Инвазивность (лат. invasio — нашествие, нападение) — способность микроба преодолевать защитные барьеры организма, проникать в органы, ткани и полости, размножаться в них и подавлять защитные средства макроорганизма. Инвазионные свойства патогенных бактерий

обеспечиваются за счет микробных ферментов (гиалуронидаза), капсул и других химических компонентов микробов.

Основные факторы вирулентности микробов. Под факторами вирулентности понимают приспособительные механизмы возбудителей инфекционных болезней к меняющимся условиям макроорганизма, синтезируемые в виде специализированных структурных или функциональных молекул, при помощи которых они участвуют в осуществлении» инфекционного процесса. По функциональному значению их разделяют на четыре группы: 1) микробные ферменты, деполимеризующие структуры, препятствующие проникновению и распространению возбудителя в макроорганизме; 2) поверхностные структуры бактерий, способствующие закреплению их в макроорганизме; 3) поверхностные структуры бактерий, обладающие антифагоцитарным действием; 4) факторы патогенности с токсической функцией.

К первой группе относятся:

Гиалуропидаза. Действие этого фермента в основном сводится к повышению проницаемости тканей. Кожа, подкожная клетчатка и межмышечная клетчатка содержат мукополисахариды и гиа-луроновую кислоту, которые замедляют проникновение через эти ткани чужеродных веществ, даже в жидком состоянии. Гиалу-ронидаза способна расщеплять мукополисахариды и гиалуроновую кислоту, в результате чего повышается проницаемость тканей и микроорганизм свободно продвигается вглубьлежащие ткани и органы животного организма. Синтезируют этот фермент бру-целлы, гемолитические стрептококки, клостридии и другие микроорганизмы.

Фибринолизии. Некоторые штаммы гемолитического стрептококка, стафилококков, иерсиний синтезируют фибринолизин, который разжижает плотные сгустки крови (фибрин). Гиалуронидаза и фибринолизин увеличивают способность патогенных микробов генерализировать процесс и устраняют химико-механическис препятствия на пути внедрения микробов в глубь тканей.

Нейрамипидаза отщепляет от различных углеводов связанные с ними гликозидной связью концевые сиаловыс кислоты, которые деполимеризуют соответствующие поверхностные структуры эпителиальных и других клеток организма, разжижают носовой секрет и муцинозный слой кишечника. Синтезируется она пастсреллами, иерсиниями, некоторыми клостридиями, стрепто-, диплококками, вибрионами др.

ДНК-азы (дезоксирибонуклеаза) деполимеризуют нуклеиновую кислоту, обычно появляющуюся при разрушении лейкоцитов в воспалительном очаге на месте внедрения микробов. Продуцируется фермент стафилококками, стрептококками, клостридиями и некоторыми другими микробами.

Коллагечаза гидролизует входящие в состав коллагена, желатина и других соединений пептиды, содержащие пролин. В результате расщепления коллагеновых структур наступает расплавление

по мышечной ткани. Вырабатывают фермент клостридии злокачественного отека, особенно сильно Clostridium histolyticum .

Коагулаза. Цитратная или оксалатная кровяная плазма человека и животных быстро свертывается вирулентными штаммами золотистого стафилококка, таким же свойством обладают некоторые штаммы кишечной палочки и сенной бациллы. Свертывание цитратной или оксалатной крови происходит вследствие выработки перечисленными микроорганизмами фермента коагулазы.

Вторая группа включает в себя патогенные микроорганизмы, у которых обнаружены ворсинки, жгутики, пили, рибито-тейхоевые и липотейхоевые кислоты, липопротеиды и липополиса-хариды, способствующие закреплению их в макроорганизме. Это явление названо адгезией, т. е. способностью микроба адсорбироваться (прилипать) на чувствительных клетках. Адгезивность хорошо выражена у эшерихий (штаммы К-88, К-99), которые продуцируют соответствующие белковые антигены, позволяющие бактериям прикрепляться к слизистой тонких кишок, накапливаться здесь в больших количествах, продуцировать токсины и таким образом поражать макроорганизм.

Третья группа включает в себя бактерии, содержащие поверхностные структуры, обладающие антифагоцитарным действием. К ним относятся А-протеин золотистого стафилококка, М-протеин пи-огенного стрептококка, vi -антиген сальмонелл, липиды корд-фактора микобактерий туберкулеза и др. Механизм антифагоцитарного действия этих микробов объясняют не токсигенностью, а способностью блокировать антитела (опсонины) или отдельные фракции комплемента (например, Сз), способствующие фагоцитозу.

Бациллы сибирской язвы, пневмококки могут синтезировать выраженную капсулу, хорошо заметную в мазках-отпечатках, приготовленных из свежего патологического материала или из культур, выращенных на сывороточных средах. Доказано, что капсульное вещество — полисахарида у пневмококков, полипептид d -глутаминовой кислоты у сибиреязвенной бациллы — не простая механическая преграда для бактерицидных соков организма, химических, лекарственных веществ, антибиотиков; капсула и ее вещество защищают бактерии от переваривания. Капсула подавляет фагоцитоз бактерий, обеспечивает их устойчивость к антителам и усиливает их инвазионные свойства. Например, капсулообразующие сибиреязвенные бациллы не подвергаются фагоцитозу, в то время как бескапсульные варианты легко фагоцитируются.

Данный фактор патогенности сибиреязвенного микроба настолько важен, что его используют в качестве критерия для оценки степени вирулентности возбудителя сибирской язвы, а в медицинской и ветеринарной практике успешно используют вакцины (СТИ и ВГНКИ) против этой болезни, представляющие собой взвесь жизнеспособных спор бескапсульных штаммов сибиреязвенных бацилл.

К этой же группе факторов патогенности можно отнести нетоксичные неантигенные капсульные структуры некоторых стрептококков- (например,, группы А), построенные из гиалуроновой кислоты. Ввиду общности с межклеточным веществом макроорганизма они, вероятно, не распознаются хозяином и остаются нефагоцитированными.

Четвертая группа включает в себя токсины. Среди токсинов микробного происхождения различают экзо- и эндотоксины. Экзотоксины — высокоактивные яды, выделяемые микроорганизмом на протяжении его жизни в качестве продуктов обмена в окружающую среду (организм животного, пробирка с культурой микроба). Эндотоксины — менее ядовитые по сравнению с экзотоксинами вещества, образующиеся в результате распада микробной клетки. Следовательно, эндотоксины представляют собой фрагменты или отдельные химические компоненты микробных клеток.

Экзотоксины в основном образуют грамположительные микроорганизмы (возбудители ботулизма, столбняка, газовой инфекции и др.), а эндотоксины образуют клетки грамотрицательных микробов (сальмонеллы, кишечная палочка, протей и др.).

5. Патогенность и вирулентность, единицы вирулентности

Все микроорганизмы, по способности вызывать инфекцию можно разделить на:

сапрофиты - микроорганизмы, которые неспособны вызывать инфекцию

патогенные микроорганизмы- всегда вызывают инфекцию

условно патогенные микроорганизмы- способны вызывать ин­фекцию, но только при определенных условиях, и в первую очередь при снижении антимикробной резистентности макро­организма

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, в отличие от сапрофитов, обладают патогенностью.

Патогенность - это генотипический видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме микроорганизма, в процессе эволюции паразита и отражающий потенциальную возможность микроорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и размножаться в нем (инвазивность), вызывать комплекс патологических процессов, возникающих при заболевании.

Данная способность является потенциальной, так как она проявляется только в восприимчивом организме. Например, возбудитель куриной холеры не могут вызвать инфекционный процесс в организме человека, а гонококки, вирус кори - в организме животных.

Патогенность характеризуется специфичностью, то есть способностью вызывать типичные для данного вида возбудителя патоморфологические и патофизиологические изменения в определенных органах и тканях при естественных для него способах заражения (респираторные, кишечные, гнойно-воспалительные инфекции).

Вирулентность - фенотипический признак патогенного микроорганизма - свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулентность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Факторы вирулентности определяют способность микроорганизмов

прикрепляться (адсорбироваться) на клетках (адгезия)

размножаться на их поверхности (колонизация),

проникать в клетки (пенетрация)

противостоять факторам неспецифической резистентности и иммунной защиты организма (агрессия).

Как количественный признак вирулентность, в отличие от ка­чественного — патогенности, имеет единицы измерения: она из­меряется количеством, т. е. дозой микроорганизмов, вызываю­щих определенной биологический эффект:

DCL (dosis certae fetalis)— абсолютно летальная доза — мини­мальное количество возбудителя, которое вызывает гибель 100% взятых в опыт лабораторных животных;

DLM (dosis letalis minima)— минимальная летальная доза — ми­нимальное количество возбудителя, вызывающее гибель 95% взятых в опыт лабораторных животных;

LD50 - полулетальная доза - минимальное количество возбудителя, вызывающее ги­бель 50% взятых в опыт лабораторных животных (используется для измерения вирулентности наиболее часто).

При этом все­гда указывается вид лабораторного животного, на котором оп­ределялась данная доза, так как чувствительность разных видов лабораторных животных к тем или иным микроорганизмам раз­лична, и способ введения культуры микроорганизмов: внутрибрюшинно, внутримышечно, интраназально, внутривенно. Также существует понятие «инфицирующей дозы».

Инфицирующая доза (ID) - минимальное количество патогенных микроорганизмов, способное вызвать развитие заболевания у определенного количества лабораторных животных. По аналогии с летальным эффектом определяют ID100 ,ID50

Вирулентность является лабильным признаком — она может из­меняться как в сторону повышения, так и снижения. При максимальном снижении вирулентности патогенные мик­роорганизмы могут стать авирулентными, т. е. невирулентны­ми. Но вирулентные микроорганизмы всегда патогенны.

33. Роль микроорганизма в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность. Единицы измерения вирулентности. Понятие о факторах патогенности.

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 - видовой признак, определяющий способность конкретного возбудителя вызывать определенное заболевание со специфичностью патологического процесса.

Проникновение возбудителя в макроорганизм (инфективность);

Способность вызывать определенное заболевание с конкретным механизмом развития (патогенез).

Вирулентность - фенотипический признак, мера или степень патогенности.

Органотропность - способность повреждать определенные органы;

Количественная характеристика вирулентности:

Инфицирующая доза - это минимальное количество возбудителя, способное вызвать данное заболевание. Чем выше инфицирующая доза, тем выше вирулентность.

Летальная доза (DL - dosis letalis) - это минимальное количество возбудителец, вызывающих гибель конкретного количества животных, взятых в эксперимент. DCL (dosis certe letslis) - это количество микробово или токсина, вызывающих гибель 100% лабораторных животных. DCL 50 - количество патогенных микроорганизмов, способные гибель 50% экспериментально зараженных лабораторных животных.

Основные звенья патогенеза инфекционного процесса

Адгезия и колонизация - это заселение зоны первичного инфицирования, т.е. входных ворот;

Инвазия и агрессия - это выход за пределы зоны первичного инфицирования, противостояние защитным силам макроорганизма и размножение в нем;

Токсигенность (экзотоксины) и токсичность (эндотоксины);

Персистенция - длительное проживание микроба в макроорганизме;

Патогенность — видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме мик­роорганизма, в процессе эволюции паразита, т. е. это генотипи-ческий признак, отражающий потенциальную возможность мик­роорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и раз­множаться в нем (инвазионность), вызывать комплекс патоло­гических процессов, возникающих при заболевании.

Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность, т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулент­ность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), DL« (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных живот­ных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, спо­соб заражения, срок гибели.

К факторам патогенности относят способность микроорганизмов прикрепляться к клеткам (адгезия), размещаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (инвазия) и противостоять факторам защиты организма (агрессия).

Адгезия является пусковым механизмом инфекционного процесса. Под адгезией понимают способность микроорганизма адсорбироваться на чувствительных клетках с последующей колонизацией. Структуры, ответственные за связывание микроорганизма с клеткой называются адгезинами и располагаются они на его поверхности. Адгезины очень разнообразны по строению и обусловливают высокую специфичность - способность одних микроорганизмов прикрепляться к клеткам эпителия дыхательных путей, других - кишечного тракта или мочеполовой системы и т.д. На процесс адгезии могут влиять физико-химические механизмы, связанные с гидрофобностью микробных клеток, суммой энергии притяжения и отталкивания. У грамотрицательных бактерий адгезия происходит за счет пилей I и общего типов. У грамположительных бактерий адгезины представляют собой белки и тейхоевые кислоты клеточной стенки. У других микроорганизмов эту функцию выполняют различные структуры клеточной системы: поверхностные белки, липополисахариды, и др. Инвазия. Под инвазивностью понимают способность микробов проникать через слизистые, кожу, соединительно-тканные барьеры во внутреннюю среду организма и распространятся по его тканям и органам. Проникновение микроорганизма в клетку связывается с продукцией ферментов, а также с факторами подавляющими клеточную защиту. Так фермент гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав межклеточного вещества, и, таким образом, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани. Нейраминидаза расщепляет нейраминовую кислоту, которая входит в состав поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, что способствует проникновению возбудителя в ткани. Агрессия. Под агрессивностью понимают способность возбудителя противостоять защитным факторам макроорганизма. К факторам агрессии относятся: протеазы - ферменты, разрушающие иммуноглобулины; коагулаза - фермент, свертывающий плазму крови; фибринолизин - растворяющий сгусток фибрина; лецитиназа - фермент, действующий на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток. Патогенность может быть связана и с другими ферментами микроорганизмов, при этом они действуют как местно, так и генерализовано.

Важную роль в развитии инфекционного процесса играют токсины. По биологическим свойствам бактериальные токсины делятся на экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины продуцируют как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. По своей химической структуре это белки. По механизму действия экзотоксина на клетку различают несколько типов: цитотоксины, мембранотоксины, функциональные блокаторы, эксфолианты и эритрогемины. Механизм действия белковых токсинов сводится к повреждению жизненно важных процессов в клетке: повышение проницаемости мембран, блокады синтеза белка и других биохимических процессов в клетке или нарушении взаимодействия и взаимокоординации между клетками. Экзотоксины являются сильными антигенами, которые и продуцируют образование в организме антитоксинов.

Экзотоксины обладают высокой токсичностью. Под воздействием формалина и температуры экзотоксины утрачивают свою токсичность, но сохраняют иммуногенное свойство. Такие токсины получили название анатоксины и применяются для профилактики заболевания столбняка, гангрены, ботулизма, дифтерии, а также используются в виде антигенов для иммунизации животных с целью получения анатоксических сывороток. Эндотоксины по своей химической структуре являются липополисахаридами, которые содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий и выделяются в окружающую среду при лизисе бактерий. Эндотоксины не обладают специфичностью, термостабильны, менее токсичны, обладают слабой иммуногенностью. При поступлении в организм больших доз эндотоксины угнетают фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, увеличивают проницаемость капилляров, оказывают разрушающее действие на клетки. Микробные липополисахариды разрушают лейкоциты крови, вызывают дегрануляцию тучных клеток с выделением вазодилататоров, активируют фактор Хагемана, что приводит к лейкопении, гипертермии, гипотонии, ацидозу, дессиминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВК). Эндотоксины стимулируют синтез интерферонов, активируют систему комплемента по классическому пути, обладают аллергическими свойствами. При введении небольших доз эндотоксина повышается резистентность организма, усиливается фагоцитоз, стимулируются В-лимфоциты. Сыворотка животного иммунизированного эндотоксином обладает слабой антитоксической активностью и не нейтрализует эндотоксин. Патогенность бактерий контролируется тремя типами генов: гены - собственной хромосомами, гены привнесенные плазмидами умеренными фагами.

Читайте также: