Резистентность и восприимчивость макроорганизма

Лекция № 3

Тема:

«Учение об инфекции и иммунитете. Специфическая иммунопрофилактика и иммунотерапия. Химиотерапия и химиопрофилактика инфекционных болезней».

АНТИБИОТИКИ

Антибиотики (anti - против, bios - жизнь) - химиотерапевтические вещества с избирательным спектром этиотропного (паразитотропного) действия, которые в ничтожно малых концентрациях подавляют размножение или вызы­вают гибель патогенных микробов и опухолевых клеток.

В лечебных дозах они не оказывают органотропного (токсического) влияния на организм. Эффективность (цен­ность) этиотропных препаратов вычисляется по химиотерапевтическому индексу. Определяют его двояким образом: делением степени паразитотропности на органотропность или наоборот. Лучшими препаратами в первом случае вы­числения считаются те из них, у которых индекс бесконеч­но велик, а во втором - бесконечно мал. Кроме лечения ин­фекционных болезней (химиотерапия), антибиотики применяются для их профилактики (химиопрофилактика) и в борьбе с микробоносительством (химиосанация).

История химиотерапии. Специфически действующие на патогенные микробы лекарственные вещества были случайно найдены задолго до бактериологической эры. Так, хинную кору как лечебное средство против малярии с незапамятных времен использовали индейцы Перу, ртуть как антисифилитическое средство — арабы, а корень ипекакуаны как препарат против амебной дизентерии -древние жителя Бразилии.

Основателем научной и практической химиотерапии яв­ляется немецкий ученый П. Эрлих, плодотворные исследо­вания которого завершились в 1909 г. синтезом сальварса­на, а затем - менее токсичного новарсенола, составивших эпоху в лечении сифилиса, фрамбезии, возвратного тифа и сибирской язвы. Вслед за мышьяковистыми препаратами, созданными Эрлихом на основе атоксила, в первой четвер­ти XX в. были синтезированы атебрин, препараты сурьмы, висмута, обладающие протистоцидными свойствами.

Знаменательным в истории химиотерапии явился 1932 г., когда Г. Домагк доказал, что красный пронтозил обладает не просто ингибирующим, а бактерицидным (губитель­ным) действием на гноеродные кокки.

Бурное развитие антибиотикотерапии бактериальных инфекций началось после того, как в 40-х гг. XX в. X. Флори и Э. Чейн из зеленой плесени, полученной А. Флемингом (1929), выделили кристаллический бензил-пенициллин, и после исследований С. Ваксмана, который из актиномицетов выделил стрептомицин. Намеченные ими пути поисков антибиотиков и предложенные Эрлихом способы их синтеза завершились созданием целого арсена­ла антимикробных средств в химиотерапии практически всех инфекционных болезней и лечении многих опухолей.

Классификация антибиотиков. По источнику и спосо­бу получения антибиотики подразделяют на природные, синтетические и полусинтетические, а по объекту действия - на антибактериальные, антигрибковые, анти­паразитарные, антивирусные. При этом основным природным источником их получения являются почвенные микроорганизмы. Сравнительно редко используются ан­тибиотики животного происхождения, в качестве кото­рых можно привести интерфероны (см. «Принципы имму­нотерапии»), и антибиотики растений (фитонциды), боль­шинство из которых, являясь летучими эфирными соединениями, при изготовлении и хранении быстро утрачива­ют антимикробную активность.

По химической структуре различают 12 групп антиби­отиков: fi-лактамы, основой молекул которых является 4-членное Р-лактамное кольцо; полиены (нистатин, лево-рин, амфотерицин В, антимикоин); аминогликозиды, в которых аминосахара соединены гликозидазной связью с агликоновым фрагментом; тетрациклины, в основе структуры которых лежит 4-циклическая углеводородная (тетрациклиновая) система; макролиды, молекулу которых составляет макроциклическое лактоновое кольцо; левоми-цетин (левовращающая фракция хлорамфеникола); анти­биотики сборной группы (рифамицины, линкосамиды, ак-тиномицины, полимиксины и др.); сульфаниламиды (про­изводные парааминобензолсульфамида); изониазиды (гид-разиды изоникотиновой кислоты); хинолоны (налидиксо-вая кислота, циноксацин) и фторхинолоны (пефлоксацин, профлоксацин и др.); нитрофураны (фурацилин, фурагин).

Механизм антимикробного действия антибиотиков

β-лактамы, включающие бензилпенициллин с его мно­гочисленными аналогами, цефалоспорины, полученные из грибов рода Cephalosporium, а также устойчивые к мик­робным р-лактамазам карбопенемы и монобактамы изби­рательно угнетают синтез пептидогликана. Лишившись основного компонента клеточной стенки, бактерии поги­бают от осмотического шока, а при образовании L-форм -приобретают к ним высокую степень резистентности вслед­ствие утраты рецепторов. Аналогично проявляется анти­микробное действие полимиксинов и других антибиоти­ков бактериального происхождения. Ванкомицин и близ­кие ему по природе антибиотики, имеющие трубчатую структуру, «перфорируют» стенку бактерий.

Полиены тоже нарушают целостность клеток, ингибируя, правда, не бактерии, а грибы, микоплазмы и, в меньшей степени, простейшие. Связываясь с их мембранными стери-нами, они повышают проницаемость мембран, что ведет к утрате жизненно важных метаболитов цитоплазмы. Полиены ингибируют также опухолевые клетки, содержащие намно­го большее количество стеринов, чем у микоплазм, грибов и простейших. Установлено, что полиены снижают токсичес­кое действие цитостатиков и в комбинации с актиномицина-ми усиливают их противоопухолевый эффект. Пол иены можно применять для связывания свободных стеринов кро­ви при нарушении холестеринового обмена.

Аминогликозиды всех трех поколений (кана- (1-е), гента-, сизо- (2-е), амика-, нетилмицин (3-е) и близкий им стрептомицин), тетрациклины (тетра- и окситетрацик-лин), макролиды (эритро- и олеандомицин), левомицетин нарушают синтез белка. При этом левомицетин реагирует с пептидилтрансферазным центром рибосом в 50S субъ­единице, инактивируя энзиматическую систему, катали­зирующую образование пептидных связей белков. Макро­лиды и линкомицин фиксируются вблизи левомицетина и тетрациклина, аминогликозиды - на 30S субъединице ри­босом. Кроме того, аминогликозиды и тетрациклины ин-гибируют синтез НК.

Антибиотики сборной группы - рифамицины, рифампицин - вызывают элиминацию R-плазмид, а эритроми­цин, полимиксины - блокируют их передачу; актиномици-ны и другие антибиотики с противоопухолевым и антиви­русным эффектом действия так же, как митомицин, прони­кая в опухолевую клетку, образуют поперечные или пере­крестные связи между комплементарными нитями ДНК.

Сульфаниламиды (сульфатиазол, сульфадимидин, сульфадиметоксин, сульфален и др.), будучи антиметабо­литами парааминобензойной кислоты, захватываются бактериями и блокируют образование фолиевой кислоты, являющейся коферментом в реакциях биосинтеза амино­кислот, азотистых оснований и витаминов, а изониазиды (фтивазид, метазид, опиниазид), проникнув в клетки, трансформируются в изоникотиновую кислоту, которая замещает никотиновую в коферменте 1, что приводит к ингибированию синтеза НК, белков и липидов у микобактерий туберкулеза.

Хинолоны связывают ионы металлов (в том числе Fe), необходимые для активации ферментных систем бактерий, амеб и некоторых грибов, а фторхинолоны - блокируют фермент ДНК-гиразу, в результате чего происходит сверх­скручивание ДНК, гидролиз АТФ, нарушение проницаемости мембраны и лизис микробов. Таким же эффектом действия обладают нитрофураны, но клеточную стенку микробов они повреждают, блокируя НАД-Н, цикл трикар-боновых кислот и ряд других биохимических процессов.

Полусинтетические антибиотики. Расшифровав струк­туру антибиотиков, химики разработали ряд синтетичес­ких способов их получения, но самым надежным из них оказался уже испытанный в прошлом при синтезе саль­варсана и новарсенола «принцип химических вариаций»

Эрлиха, основанный на частичном изменении исходной молекулы путем замещения в ней соответствующих ради­калов на такие, которые повышают паразитотропность и снижают органотропность. Особенно большие успехи в этом направлении были достигнуты при получении полу­синтетических аналогов бензилпенициллина. Заменяя в нем бензильную группу на остатки молекул других орга­нических соединений, химики создали многие десятки полусинтетических пенициллинов, отличающихся от природного более широким спектром антимикробного действия, устойчивостью к бактериальным (3-лактамазам (пенициллиназе), соляной кислоте и ферментам желудоч­но-кишечного тракта. В частности, пенициллиназоустой-чивые оксациллин, клоксациллин, флуклоксациллин не­заменимы при лечении гнойных инфекций, вызванных антибиотикорезистентными стафилококками. Ампицил­лин, карбенициллин, карфециллин, бакампициллин, ампиокс-натрий (оксациллин с ампициллином) и другие их комбинации в отличие от бензилпенициллина подавляют не только грамположительную, но и грамотрицательную микрофлору (синегнойную палочку, эшерихии, протей, гемофильные бактерии). Подобно этому на основе амино-цефалоспориновой кислоты были синтезированы цефа-лоспорины всех трех поколений, в частности цефалоридин и цефалексин (I), цефуроксим и цефокситин (II), цефтизоксим и цефоперазон (III).

Большими преимуществами обладают также производ­ные тетрациклинов. Так, метациклин и доксициклин ха­рактеризуются лучшей всасываемостью, пролонгирован­ным действием, большой лечебной эффективностью и практически не вызывают побочных реакций. Из рифампицина SV был получен рифампицин более активный, чем исходный препарат, в отношении грамотрицательных бактерий, а главное, один из самых эффективных туберкулостатических средств.

По конечному эффекту действия на бактерии антибио­тики классифицируются на бактериостатики и бакте­рицидные препараты, т. е. угнетающие развитие бакте­рий и вызывающие их гибель. Бактерицидными свойства­ми обладают пенициллин и полусинтетические пенициллины, цефалоспорины и аминогликозиды. Другие группы антибиотиков оказывают бактериостатическое действие.

При этом их активность выражается в международных единицах. За единицу действия пенициллина принима­ют антибактериальную активность, которой обладает 0,6 мкг стандартного бензилпенициллина. Единица действия других антибиотиков, которые вводятся па­рентерально, равнозначна 1 мкг сухого препарата.

Терапевтическая эффективность антибиотиков. Анти­микробная эффективность антибиотиков определяется пролиферативной активностью культуры. Наиболее чувствительны к ним микробы в экспоненциальной фазе развития. В*лаг-фазе и стационарной фазе, в изотоничес­ком растворе, при низких температурах, когда задержи­ваются процессы метаболизма, антибиотикочувствитель-ность бактерий резко снижается. В организме действие антибиотиков зависит от их связи с белками крови и тка­невой жидкостью. Обратимые комплексы не утрачивают терапевтической активности и часто имеют положитель­ное значение, так как, постепенно диссоциируя, обеспечи­вают пролонгированный эффект. В недиссоциированных связях антибиотики полностью инактивируются и могут проявлять токсическое влияние на организм или вызы­вать аллергию.

Антимикробное действие антибиотиков определяется также локализацией микроорганизмов. При внутрикле­точном их расположении антимикробный эффект анти­биотиков ничтожно мал. Это объясняется плохой диффу­зией антибиотиков через оболочку фагоцита и биологическую мембрану фагосомы. Внутри фагоцита и особенно в фагосоме, где снижены содержание кислорода и рН среды, активность антибиотиков резко падает, а аминогликозиды, наделенные основными свойствами, пол­ностью инактивируются. При оценке этиотропного действия антибиотиков in vivo надо также учитывать, что у бактерий, находящихся внутри клеток, понижен метаболизм, и поэтому они обладают «физиологической устойчивостью». Такой механизм лекарственной резистентности, в частности, присущ всем персистирующим бактериям.

Наконец, терапевтическая эффективность антибиоти­ков зависит от степени чувствительности к ним патоген­ных бактерий, которая определяется их видовыми особен­ностями, в частности проницаемостью клеточной стенки, мутационной способностью, наличием у них хромосомных генов резистентности и R-плазмид. Так, клеточная оболочка грамотрицательных бактерий для большинства антибиотиков менее проницаемая, чем у грамположи-тельных, особенно когда они проявляют выраженную гидрофильность (тетрациклины, аминогликозиды, макролиды). В такой же мере проницаемы для антибиотиков S- и й-формы бактерий, отличающиеся тем, что у первых содержится большое количество липополисахаридов, а вторые - в процессе модификации или мутации утрачива­ют значительную их часть. Проникновение ряда антиби­отиков может также зависеть от переноса электрона к атому кислорода, вследствие чего аминогликозиды, на­пример, малоэффективны в отношении анаэробов. Отдель­ные виды патогенных бактерий снижают активность анти­биотиков посредством связывания их с муреингидролазами. Кодируемые хромосомными генами ферменты бактерий инактивируют антибиотики. В частности, Р-лактамазы, продуцируемые стафилококками и грамотрицательными бактериями, разрушают р-лактамные кольца в молекулах пенициллинов и цефалоспоринов, а R-плазмиды, обеспечивающие множественную лекар­ственную устойчивость бактерий, кодируют синтез фер­ментов, модифицирующих другие группы антибиотиков (см. «Плазмиды»). Вышеприведенное диктует необходи­мость в определении антибиотикочувствительности пато­генных бактерий, выделенных из патологических мате­риалов, для выбора наиболее эффективного способа лече­ния инфекционных больных.

Методы определения лекарственной чувствительности бактерий

Испытание на чувствительность бактерий к антибиоти­кам проводят, используя серийные разведения препара­тов в жидких и плотных питательных средах и методы их диффузии в агаровые среды. При этом определяют мини­мальную ингибирующую (бактериостатическую) концентрацию (МИК) и минимальную бактерицидную концен­трацию (МБК) лекарственных веществ.

Методы серийных разведений антибиотиков в мясопептонном бульоне и мясопептонном агаре.

Метод разведений в МПБ (табл. 3). В ряд пробирок, кроме первой, наливают по 0,5 мл бульона. В первую и вто­рую вносят 0,5 мл раствора антибиотика, содержащего 50 ЕД. Разведенный в 2 раза антибиотик из второй пробир­ки в количестве 0,5 мл переносят в третью и таким же «пе­рекатом» - во все последующие, а из последней - лишние 0,5 мл удаляют. Сделав двукратные разведения антибиоти­ка, бульоны засевают 1,5 мл разведенной 1:1000 бульонной культуры испытуемого штамма бактерий. Посевы помеща­ют в термостат при температуре 37 °С и через 10-18 ч учи­тывают МИК и МБК, т. е. наименьшую концентрацию пре­парата, вызвавшую полную задержку роста бактерий, и та­кую же его концентрацию, которая привела к их гибели.

Метод разведений в МПА. Подготовив по 1 мл двойных разведений препарата от 1:10 000 до 1:320 000, поочередно вносят их в 9 мл расплавленного и охлажденного до 45-50 °С питательного агара и, быстро смешав, выливают в чаш­ку Петри. После застывания агара дно чашки делят на сег­менты, которые засевают испытуемыми видами (штаммами) бактерий, а один из них - культурой с известной антибиоти-кочувствительностью. Одновременно ими можно засевать контрольную чашку Петри без препарата. Среды помещают в термостат при температуре 37 С на 18-20 ч и затем опреде­ляют бактериостатическую концентрацию препарата.

Методы диффузии антибиотиков в агаровые среды

Классический метод диффузии. Свежеприготовленная и подсушенная в течение 20 мин при 37 °С среда засевает­ся равномерным слоем свежевыросшей культуры. После ее впитывания пробойником или горлышком агглютина-ционной пробирки в ней делают лунки, в которые вносят по 0,1 мл раствора испытуемых антимикробных препара­тов и чашку, не переворачивая вверх дном, осторожно пе­реносят в термостат. Спустя 18 ч определяют активность антибиотиков по диаметру зон подавления роста тест-микроба вокруг тех лунок, в которых они содержались.

Метод диффузии препаратов из бумажных дисков. Свежевыросшую исследуемую культуру бактерий (2 млрд м. т./мл) газоном высевают на питательный агар в чашках Петри, избыток отсасывают пастеровской пипеткой. Сре­ду подсушивают и на ее поверхность стерильным пинце­том на расстоянии 2 см друг от друга накладывают стандарт­ные бумажные диски, пропитанные различными анти­микробными препаратами. Результаты учитывают после 16-18 ч выращивания при температуре 37 °С, измеряя ди­аметры зон задержки роста бактерий вокруг бумажных дисков. Сравнивая их величины с прилагаемыми к дис­кам инструктивными указаниями, определяют, к каким препаратам тест-микроб чувствительный, умеренно чувствительный и резистентный, т. е. может расти даже у края дисков (рис. 52).

Комбинированная антибиотикотерапия. Сочетанное
применение антибиотиков преследует решение двух основных целей - усиление этиотропного действия при одновременном снижении токсического влияния
препаратов на больной организм. При этом комбинации бактерицидных антибиотиков-синергистов и бактериостатиков, обладающих аддитивным (дополнительным) действием, позволяют повысить антимикробную эффективность каждого из них, расширить спектр действия и предотвратить развитие лекарственно-устойчивых популяций микробов.

Рис. 52. Зоны торможения роста бактериальной культуры вокруг бумажных дисков, пропитанных антибиотиками

Антагонизм проявляется лишь в сочетаниях бактерицидных антибиотиков с бактериостатиками, ввиду того, что последние, угнетая обмен веществ микробной клетки, снижают ее чувствительность по отношению к первым.

Побочное действие антибиотиков. Различают прямое и косвенное побочное действие антибиотиков. Прямое по­бочное действие обусловлено органотропностью антибио­тиков и выражается в структурных и функциональных изменениях со стороны различных органов и тканей. Так, некоторые из них неблагоприятно влияют на нервную сис­тему, слуховой аппарат, почки, вызывают хромосомные аберрации в соматических и половых клетках. Многие люди отличаются повышенной чувствительностью к анти­биотикам и реагируют на их введение крапивницей, оте­ком слизистых и кожных покровов, другими аллергичес­кими реакциями, а иногда - анафилактическим шоком. Косвенное побочное действие, связанное с паразитотроп-ностью препаратов, проявляется подавлением иммунного ответа на антиген, что ведет к формированию малонапря­женного иммунитета, не обеспечивающего устойчивости к реинфекции. Длительное применение антибиотиков при­водит к образованию в организме больного лекарственно-резистентных, антибиотикозависимых и атипичных форм микробов, что затрудняет бактериологическое подтверж­дение диагноза и процесс лечения. Самым неблагоприят­ным косвенным побочным действием считается дисбактериоз как следствие ингибирования антимикробным пре­паратом нормальной микрофлоры.

Противовирусные препараты

К избирательно действующим на вирусы веществам можно, прежде всего, отнести препараты, ингибирующие их адсорбцию на клетках, процессы проникновения и раз­девания вирионов. К ним, в частности, относятся дизоксарил, препятствующий высвобождению вирусных нуклеокапсидов в результате взаимодействия с суперкапсидами, и производные адамантана ремантадин и амантадин, ин­гибирующие репродукцию вирусов кори, краснухи, вези­кулярного стоматита, вирус гриппа, особенно - типа А.

Более широко используются аналоги нуклеотидов (аномальные нуклеозиды), сходные с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями. Среди них чаще всего приме­няют йодоксиуридин и трифторидин (пиримидиновые аналоги) и цитозинарабинозид, ациклогуанозин (ацикло-вир), ганцикловир, фамцикловир, видарабин (пуриновые аналоги), ингибирующие ДНК-полимеразы вирусов. Особое место среди аномальных нуклеозидов занимает аналог гуанозина рибавирин, отличающийся от других тем, что обладает универсальной способностью подавлять как ДНК-, так и РНК-полимеразы вирусов.

Близкими к аномальным нуклеозидам по конечному эффекту антивирусного действия являются производные тиосемикарбазонов, в особенности М₁-метилизатин-(3-тио-семикарбазон (метисазон), который ингибирует синтез поздних иРНК, что нарушает сборку дочерних популяций поксвирусов, а также саквинавир, ритонавир, индинавир и другие синтетические пептиды, которые конкурентно подавляют протеазы вирусов. В инфицированных ими клетках постепенно накапливаются нерасщепленные предшественники яад-полипротеина, проявляющие цито-токсическое действие. Угнетают вирусы также антифолиевые препараты (аминоптерин и метатрексат) и виналкалоиды (винкристин и винбластин).

Ведутся поиски ингибиторов обратной транскриптазы. К такого рода препаратам относятся зидовудин (азидотимидин) и его аналоги залцитабин, ставудин, диданазин, встраивающиеся вместо тимина в нуклеотидную цепь ге­на, контролирующего образование обратной транскрипта­зы. Синтезированы также препараты, обладающие спо­собностью ингибировать обратную транскриптазу и ДНК-полимеразу. К ним, в частности, относится фоскарнет.

Примечание. Противогрибковые и антипротозойные препараты представлены в соответствующих главах раздела «Частная микробиология».

ИНФЕКЦИЯ (ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ)

Инфекцией (infectio - заражение) в медицине часто на­зывают микроб, болезнь и даже акт заражения, но в мик­робиологии и инфекционной патологии под этим терми­ном понимают эволюционно сложившуюся антагонисти­ческую форму симбиоза между болезнетворными микро­бами и макроорганизмом, проявляющуюся в виде инфек­ционного процесса (явной и скрытой болезни) или микробо-носительства. При этом оба конкурента равноценны, и совершенно неправильно выделять одного из них в каче­стве основы инфекции. Различные формы проявления ин­фекции, или инвазии, как ее называют в протозоологии, обусловливаются биологическими и социальными факто­рами окружающей среды.

Свойства патогенных макроорганизмов

Группу микробов, вызывающих инфекционные болез­ни, называют патогенными или условно-патогенными, противопоставляя их неболезнетворным сапрофитам. Па-тогенность - генетически детерминированный признак, но под воздействием факторов окружающей среды она мо­жет подвергаться фенотипической изменчивости. Для обозначения степени патогенности и ее количественного выражения введено понятие вирулентность, под которой понимают показатель болезнетворной активности штам­ма, биовара, вида микроорганизма (например, золотис­тый стафилококк более вирулентен, чем другие виды, то же можно сказать об американской и европейской разновидностях возбудителя туляремии).

Факторы патогенности. К основным факторам вирулент­ности микробов относят их способность заражать (инфек-циозность), внедряться в организм (инвазивность), коло­низировать (заселять) очаги локализации и продуциро­вать токсины. Инвазивность, или способность к распрост­ранению, обусловлена: 1) адгезией (прикрепление), в ос­нове которой лежит наличие у микробов адгезинов, или факторов колонизации, - специализированных молекул (в основном белков и липополисахаридов), взаимодей­ствующих с рецепторным аппаратом чувствительных кле­ток; 2) особыми веществами-инвазинами (invasio - проникать), способствующими проникновению внутрь клеток посредством эндоцитоза; 3) ферментами инвазивности, повышающими проницаемость тканей, в частности гиалуронидазой (муциназой), расщепляющей гиалуроновую кислоту, в результате чего снижается вязкость соедини­тельной ткани; нейраминидазой, отщепляющей от гликопротеидов, гликолипидов и полисахаридов сиаловую (нейраминовую) кислоту; фибринолизином, растворяю­щим сгустки фибрина; коллагеназой, разрушающей тка­невые белки. Колонизируя очаг инфекции, одни микробы размножаются на поверхности клеток, а другие, обладаю­щие большей инвазивностью, - в их цитоплазме.

Выживание и размножение микробов в каждом отдель­ном случае могут обеспечивать вырабатываемые ими протеазы, расщепляющие антитела; каталаза, нейтрализующая токсические пероксиды, вырабатываемые макрофагами; лецитовителлаза, расщепляющая лецитин, содержащийся в оболочках эритроцитов, мышечных волокон и других кле­ток; коагулаза, свертывающая плазму крови с выделением фибрина, который, обволакивая бактерии, защищает их от фагоцитоза и действия антител; уреаза, гидролизующая мо­чевину с образованием аммиака; аминокислотные декарбоксилазы, катализирующие процессы отщепления от них карбоксильных групп с образованием диоксида углерода; ДНК-азы, вызывающие деполимеризацию ДНК. Фактора­ми защиты у бактерий, предохраняющими их от быстрого распознавания иммуноцитами и поглощения фагоцитами, являются капсулы, но если они все-таки фагоцитируются, то капсульное вещество защищает микробы от разрушаю­щего действия лизосомальных ферментов и токсических оксидантов, продуцируемых фагоцитами.

Среди структурных элементов и продуктов метаболиз­ма бактерий отчетливо выраженной патогенностью обла­дают капсульные полисахариды пневмококков и полипеп­тид Д-глутаминовой кислоты сибиреязвенных бацилл; белки шипов нейссерий, фимбрий стрептококков и других бактерий, ингибирующих фагоцитоз; белки типа А наруж­ной стенки стрептококка, блокирующие действие антител.

Самыми мощными и лучше всего изученными фактора­ми патогенности бактерий являются экзо- и эндотоксины.

Экзотоксины представляют собой белки разнообраз­ной молекулярной массы, отличающиеся резко выражен­ной ядовитостью. Многие из них обладают свойствами ферментов и способностью усиливать фармакологическое действие других токсических веществ, некоторые наделе­ны свойствами гемолизинов и лейкоцидинов. Экзотокси­ны стафилококков и стрептококков, обладая сродством к рецепторам Т-лимфоцитов, вызывают вначале их гипер­активацию, а затем - массовую гибель, что нередко обус­ловливает развитие иммунодефицита. В зависимости от прочности связи с бактериальной клеткой различают три группы экзотоксинов: А - секретируемые во внешнюю среду (холероген, стафилококковый, дифтерийный, сиби­реязвенный); В - частично секретируемые (токсины бак­терий коклюша, клостридий столбняка, ботулизма, газо­вой гангрены); С - прочно связанные с микробной клеткой (экзотоксины энтеробактерий, «мышиный токсин» возбу­дителя чумы). По специфическому характеру их действия на органы, ткани и клетки выделяют нейротоксины, энтеротоксины, дерматонекротоксины, гемолизины, лейкоцидины, а по механизму действия - мембранотоксины, повреждающие мембраны клеток, цитотоксины, или ан-тиэлонгаторы, нарушающие элонгацию (удлинение) по­липептидных цепей при их синтезе на рибосомах, и функ­циональные блокаторы, нарушающие, например, переда­чу импульсов (нейротоксин столбнячной палочки) или же обмен веществ (энтеротоксины). Будучи белками, экзо­токсины лабильны к действию факторов окружающей среды, легко разрушаются под влиянием пищеваритель­ных ферментов и при нагревании до 60-80 °С в течение 10-60 мин. Под действием 0,3-0,4 %-ного формалина и температуры 37-39 °С спустя 30 дней экзотоксины прев­ращаются в безвредные анатоксины, используемые как вакцины. Образование бактериальных экзотоксинов де­терминируется генами токсигенности умеренных фагов, лизогенезирующих коринебактерии дифтерии и золотис­тый стафилококк, генами плазмид, у эшерихий и даже ге­нами, ответственными за спорообразование у клостридий газовой гангрены.

Эндотоксины - это комплекс протеиновых, липидных и полисахаридных остатков, прочно связанных со структура­ми бактерий и выделяющихся после их разрушения. В не­больших дозах они относительно малотоксичны, но в высо­ких концентрациях вызывают тяжелую интоксикацию или даже эндотоксинный шок, обычно заканчивающийся смертью больного. В отличие от экзотоксинов, не обладают избирательностью действия на отдельные органы и ткани. Отличаются высокой термоустойчивостью; многие из них выдерживают не только кипячение, но и автоклавирование. Мало чувствительны к химическим веществам и под влиянием формалина не переходят в анатоксины. Образо­вание эндотоксинов кодируют хромосомные гены.

Определение вирулентности микроорганизмов. О ви­рулентности микробов в целом и ее составляющих (ток­сичность, токсигенность) судят по их способности вызы­вать гемолиз, протеолиз, разрушать НК, некротизировать кожу у лабораторных животных, а чаще - по результатам их выживания, определяя Dim (Dosis letalis minima) или LD₅₀, т. е. минимальное количество бактерий, вызываю­щих полную или частичную (50 %) их гибель. С этой целью исследуемые бактерии выращивают на плотных питательных средах. Выросшие культуры смывают и, по­добрав по оптическим стандартам мутности определенную концентрацию микробов, разводят в пептонной воде, по­лучая десятикратно уменьшающиеся дозы. Для этого в ряд пробирок наливают по 1,8 мл пептонной воды. В пер­вую вносят 0,2 мл исходной бульонной взвеси бактерий и, смешав ее, тот же объем переносят во вторую, из второй -в третью и т. д. (табл. 4).

Таблица 4. Определение Dim Streptococcus pneumoniae на мышах

Полученные разведения бактерий по 0,2 мл вводят внутрибрюшинно 2-3 белым мышам массой 18-20 г. Стрептококки относят к вирулентным, если мыши погибают через 36-48 ч.

Более информативный как показатель вирулентности -LD50, так как в отличие от Dim в малой степени зависит от индивидуальной чувствительности животных. Поскольку трудно подобрать точную дозу, которая бы вызвала гибель 50 % взятых в опыт животных, несколькими 10-кратны­ми разведениями культуры заражают по 5—7 мышей; подсчитывают количество погибших животных в каждой] группе и при помощи специальных таблиц определяют L.D50 методом статистического учета.

Резистентность и восприимчивость макроорганизма

Основными свойствами макроорганизма, которые оп­ределяют возникновение, течение и исход инфекции, яв­ляются генетически детерминированные резистентность и восприимчивость. Резистентность - это устойчивость организма, которая обусловливается неспецифическими факторами антиинфекционной защиты и, в первую оче­редь, - ареактивностью клеток. Восприимчивость - спо­собность организма реагировать на внедрение патогенных микробов развитием носительства или инфекционного за­болевания. Различают видовую и индивидуальную вос­приимчивость. Будучи мерой чувствительности вида или индивидуумов к определенным микроорганизмам, выра­женной в количественном отношении, восприимчивость может быть полной, высокой, умеренной, слабой или же совсем не проявляться.

Резистентность и восприимчивость макроорганизма зависят от возраста, пола, физиологического состояния и характера обмена веществ. Сильное влияние на них ока­зывает питание, ионизирующая радиация, санитарно-ги­гиенические условия труда и быта, соматические заболе­вания. Резистентность и восприимчивость изменяются в процессе фило- и онтогенеза. Факторы, ослабляющие за­щитные функции организма, способствуют распростране­нию инфекции, повышающие резистентность - препят­ствуют ей. В сохранении постоянства внутренней среды организма большое значение имеют центральная нервная и гуморальная системы, поскольку с их деятельностью связаны степень проницаемости барьеров (слизистых, ко­жи, лимфоузлов), активность фагоцитоза и процесс выра­ботки антител.

Окружающая среда как индуктор инфекции. Биоло­гические, или природные, факторы среды и социальные условия жизни людей являются движущими силами эпидемического процесса. Это указание находит свое вы­ражение в общей систематике эпидемических заболева­ний (социальные, биологические, социально-биологи­ческие).

Поиск по сайту: