Ферменты инвазивности


ИНВАЗИВНОСТЬ (лат. invasio нападение) — способность микробов преодолевать клеточные и гуморальные защитные механизмы макроорганизма. В результате преодоления защитных механизмов микробы получают возможность размножаться in vivo. Это связано с наличием специфических поверхностных структур, подавляющих фагоцитоз или активность комплемента, с продукцией ферментов, так наз. факторов распространения — гиалуронидазы (см.), нейраминидазы (см. Нейраминовые кислоты), а также с особенностями метаболизма, обеспечивающими размножение возбудителя в организме хозяина.

Для поверхностных структур с антифагоцитарной функцией Глинн (A. Glynn, 1972) предлагает название «импедины». У микроорганизмов различных видов эти структуры отличаются по хим. природе, токсичности, протективной активности: капсула (у пневмококков — полисахаридная, у Вас. anthracis — глутамил-полипептидная, у Streptococcus haemolyticns — М-протеиновая),

О- и К-антигены энтеробактерий и др. Один и тот же возбудитель может продуцировать одновременно несколько компонентов различной хим. природы, действующих на разные этапы фагоцитарного процесса. Биол, активность структур зависит от количества продуцируемого вещества, его строения и степени полимеризации.


Ряд возбудителей (сальмонеллы, бруцеллы и др.) характеризуется способностью длительно размножаться в макрофагах. Имеется корреляция между чувствительностью животных определенного вида к инфекции и способностью возбудителя размножаться в их макрофагах. Полагают, что в основе этого явления лежит общность молекулярной структуры антигенов паразита и хозяина. В силу иммунол, толерантности в организме таких животных отсутствуют соответствующие антитела на начальном этапе инфекции, и паразит беспрепятственно размножается. Способность размножаться в макрофагах может быть связана также с устойчивостью некоторых поверхностных компонентов клетки к переваривающему действию лизосомальных энзимов или с подавлением их синтеза.

Под инвазивностью понимают также способность микроорганизмов некоторых видов проникать в эпителиальные клетки. Механизм и факторы, обеспечивающие пенетрации) (проникновение), остаются невыясненными. В проникновении некоторых вирусов и микоплазм играет роль нейраминидаза, однако этот фермент, а также гиалуронидазу продуцируют в основном бактерии, относящиеся к внеклеточным паразитам.

Проявление инвазивных свойств бактерий в значительной мере зависит от состояния защитных сил макроорганизма. Изучение молекулярной структуры факторов инвазивности и механизма их действия имеет большое значение для медицины: в основе специфической профилактики большинства инфекций лежит создание антибактериального иммунитета, подавляющего размножение возбудителя в организме.


См. также Вирулентность.

Библиография: Петровская В. Г. Проблема вирулентности бактерий (Химические, метаболические, экологические и генетические аспекты), Л., 1967, библиогр.; The little-known determinants of microbial pathogenicity, ed. by H. Smith a. J. H. Pearce, p. 1, Cambridge, 1972; Microbial behaviour «in vivo» and «in vitro», ed. by H. Smith a. J. Taylor, p. 213, L., 1964, bibliogr.; Microbial pathogenicity in man and animals, ed. by H. Smith a. J. H. Pearce, p. 75, 193, Cambridge, 1972, bibliogr.

Источник: xn--90aw5c.xn--c1avg

К этой группе факторов относят ряд ферментов продуцируемых бактериальными клетками. Большинство из них принадлежат к классу гидролаз.

Многие виды патогенных бактерий (C. perfringens, C. tetani, V. cholerae, P. aeruginosa, коринебактерии, бактероиды, микоплазмы) образуют нейраминидазу, или сиалидазу, гидролизующую соответствующие гликозидные связи в олигосахаридах, коломиновой кислоте, гликоконьюгатах (гликолипиды, гликопротеиды). В частности этот фермент отщепляет от вышеозначенных макромолекул остатки сиаловых (нейраминовых) кислот, находящихся в терминальном положении и связанных a — гликозидными связями. Сиаловые кислоты представляют собой N-ацетил производные нейраминовой кислоты, которая в свою очередь состоит из остатков Д-маннозамина и пировиноградной кислоты.


Этот белок представлен одной полипептидной цепью с молекулярной массой порядка 100 кД и обладает индуктивным характером синтеза.

— Сиалосодержащие гликоконьюгаты содержатся в муцине и секретах слизистой, придавая им вязкость, затрудняющую прохождение микроорганизма к эпителиоцитам.

— Содержаться на поверхности клеточных оболочек животных тканей. Например в составе гликопротеинов эритроцитов. Потеря 20-60% сиаловых кислот приводит к изменению скорости миграции эритроцитов.

— Нарушение межклеточного взаимодействия

— Сиаловые кислоты могут определять отрицательный заряд на чувствительных клетках, что в случае их потери приводит к изменению поверхностного заряда мембран и влияет на транспорт активных ионов

— Снижение фагоцитарной активности лейкоцитов

— Потеря иммуноглобулинами комплементсвязывающей активности.

Гиалуронидаза образуется бруцеллами, стафилококками, стрептококками, дифтерийными бактериями, холерными вибрионами, протеями, синегнойной палочкой, клостридиями вызывающими газовую гангрену и другими микробами.


бстратом для этого фермента является гиалуроновая кислота — высокополимерное соединение, повторяющейся единицей которого является дисахарид, состоящий из остатков N — ацетилглюкозамина и Д — глюкуроновой кислоты, соединенных b (1-3)-связью. Дисахаридные единицы соединены b (1-4)- связью, так что в гиалуроновой кислоте чередуются связи двух типов. Эта кислота растворима в воде, в которой она образует очень вязкие растворы. Гиалуронидаза катализирует гидролиз b (1-4)- связи, что сопровождается понижением вязкости раствора.

Повреждения гиалуроновой кислоты сопровождается потерей свойственных ей функций. В организме этот кислый мукополисахарид входит в состав внеклеточного основного вещества большинства видов соединительной ткани, содержится в клеточных оболочках или находится вблизи них, в больших количествах находится в синовиальной жидкости, где отвечает за смазку трущихся поверхностей и стекловидном теле глаза. Это желеподобное, липкое, скользкое и вязкое вещество служит своеобразной межклеточной смазкой и одновременно лабильным цементирующим материалом. Так же отвечает за удержание воды, связывание катионов, регуляцию диффузии, фибриногенез.

Другой целью для этого же фермента может быть хондроитин, сходный по своей структуре с гиалуроновой кислотой, отличающийся тем что вместо N- ацетилглюкозамина он имеет N — ацетилгалактозамин. Это минорный компонент внеклеточного материала, но его сернокислые эфиры, которые также могут быть мишенью для гиалуронидазы, хондроитинсульфаты А и С — служат основными структурными компонентами хрящевой и костной ткани, роговицы и некоторых других типов соединительной ткани позвоночных.


Лецитиназа или лецитоветилаза, в виде внеклеточного фермента образуется некоторыми клостридиями, холерным вибрионом, коклюшной палочкой, листериями. Этот фермент гидролизует фосфоглицерид фосфатидилхолин (старое название лецитин). Наряду с фосфатидилэтаноламином является главным липидным компонентом большинства мембран в клетках животных и человека.

Протеолитические ферменты.

Стафилококки, холерные вибрионы, некоторые патогенные грибы (например рода Candida) образуют эндо- и экзоклеточную коагулазу, сходную с лейцинаминопептидазой (a — аминоацил-пептидгидролазой) синтезируемой стенкой тонкого кишечника человека. Коагулаза катализирует гидролиз пептидных связей. К подобным гидролазам относят также фибринолизин, или стрептокиназу, — экзофермент, образуемый стрептококками, стафилококками, холерным вибрионом, иерсиниями, синегнойной палочкой. Этот фермент способен растворять фибрин. Другими экзоферментами, проявляющими свойства факторов агрессии за счет гидролиза белков, относят клостридиальную протеиназу В, стрептококковую протеиназу, коллагеназу отдельных клостридий, расщепляющую богатый пролином и глицином коллаген сухожилий, нейтральную протеиназу синегнойной палочки и других бактерий.


Ряд болезнетворных бактерий образует протеазы, катализирующие реакции гидролиза иммуноглобулинов. Например, виды Neisseria и Streptococcus sanguinus могут расщеплять местно накапливающиеся секреторные антитела типа IgA, предотвращая тем самым опсонизацию и фагоцитоз бактерий.

DNAзы– осуществляют гидролиз молекул ДНК и РНК на олигонуклеотиды и мононуклеотиды с 3’ — фосфатного конца фосфодиэфирных связей. Примеры: cтрептодорназа — стрептококков и стафилококковая эндонуклеаза.

Из числа гидролаз заслуживает также внимание уреаза — внеклеточный фермент, образуемый бруцеллами, некоторыми криптококками, протеем. Этот фермент катализирует реакцию распада мочевины до диоксида углерода и аммиака. Что ведет к защелачиванию внутренних сред макроорганизма и прямому токсическому воздействию аммиака. Особенно сильно его токсическое воздействие в отношении центральной нервной системы. Токсичность аммиака обусловлена тем, что он способствует восстановительному аминированию a-кетоглутаровой кислоты в митохондриях до глутаминовой кислоты, что способствует удалению a-кетоглутаровой кислоты из цикла трикарбоновых кислот и приводит к подавлению клеточного дыхания и другим последствиям.

Другой группой ферментов патогенности является группа лиаз. Среди лиаз можно отметить эндо- и экзоклеточные карбоксилиазы, продуцируемые различными энтеробактериями и псевдомонадами. Эти ферменты декарбоксилируют кислоты, включая аминокислоты, и выступают преимущественно факторами агрессии. При декарбоксилировании аминокислот образуются так называемые трупные яды или первичные амины, которые проявляют обще токсическое действие на организм. Например из аргинина образуется диамин – путресцин, а из лизина кадаверин.


Из других ферментов инвазии можно назвать эндо — и экзоклеточные гемолизины стафилококков, стрептококков, некоторых клостридий и грибов. Они катализируют реакции распада эритроцитов. b-гемолитические стрептококки (наряду со стрептококками из групп A, C, G) образуют стрептолизины О и S с молекулярной массой около 10 кД. Лейкоцидины стафилококков, стрептококков, пневмококков, псевдомонад лизируют тканевые клетки и лейкоциты. Так мишенью для стафилококкового лейкоцидина выступает трифосфоинозитид локализующийся в мембране лейкоцитов.

Источник: studopedia.ru

Иммунология

Инфекция или инф процесс

(infectio – заражение) – совокупность физиологических и патологических адаптационно-репаративных реакций, возникающих в восприимчивом макроорганизме в результате его взаимодействия с проникающими и размножающимися в нем патогенными или условнопатогенными микроорганизмами и направленных на поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза мо).


Для возникновения инф процесса необходимо: 1) наличие источника инфекции 2) пути передачи 3) восприимчивого организма

I

Источник инфекции

: больной человек, носитель, больное животное, сапрофиты – представители почвы и воды.

Источник инфекции несет в себе различные по природе инфекционные агенты – патогенны

: грибы, бактерии, микоплазмы, риккетсии, хламидии, вирусы, провирусы (носители генетической информации), прионы (носители белка).

Независимо от патогена он обладает двумя свойствами: инфекционными и иммуногенными.

Инфекционное свойство

проявляется через инфективность, инвазивность и агрессивность.

Инфективностьобусловлена: 1) патогенностью

– способность вызывать заболевание, признак генотипический, постоянный, связанный с нуклеоидом клетки. По патогенности микроорганизмы делятся на патогенные и непатогенные. Патогенность проявляется через вирулентность. 2) вирулентностью

– количественная мера патогенности, признак фенотипический, связанный с плазмидами, не стабильный. По вирулентности микроорганизмы делятся на патогенные или условнопатогенные.

Вирулентность проявляется через факторы вирулентности

, которые объединяются под понятием инвазивность и агрессивность.


Инвазивность– способность патогенов проникать через защитные барьеры восприимчивого организма. Инвазивность обусловлена

: 1) подвижностью

(жгутики или строение тела – бактерии, спирохеты) 2) адгезивность

и адсорбция (адгезивные пили усиливаются за счет гидрофобности ЛПС белков наружной мембраны). Адгезивность и адсорбция бывает обратимая (физическое взаимодействие микроорганизма и клетки) и необратимая (биологическая связь, рецепторная связь между микроорганизмом и клеткой) 3) способность вырабатывать ферменты патогенности

, которые делятся на две большие группы:

1) собственные ферменты инвазии

: а) кожа, слизистая — гиалуронидаза, коллагеназа, эластаза, муциназа, нейроминидаза б) лимфа – лейкоцидин, лецитиназа в) кровь – гемолизин, фибринолизин, плазмокоагулаза г) клетки – ДНКаза и РНКаза – разрушают геном клетки. Характеристика: являются генетически чужеродными (бактерии), избирательно действуют на защитные барьеры, обладают высоким уровнем действия.

2) Ферменты, вызывающие накопление в организме человека веществ, которые вызывают отравления

: уреаза расщепляет мочевину и образует аммиак, рН смещается в щелочную сторону, поражаются эпителиальные клетки; декокарбоксилаза – гистидины превращаются в гистамины – БАВ – подавляют функции организма. Характеристика: существуют в организме хозяина, под воздействием микробов образуют избыточное количество отравляющих веществ.


Агрессивность проявляется через особенности строения клетки. Гр-

бактерии – действующим началом является липополисахарид: защищает от фагоцитоза, участвует в образовании эндотоксина, усиливает адгезию (гидрофобность), образует гликопротеины – сложные углеводно-белковые комплексы, которые вызывают сенсибилизацию организма (аллергия).

Гр+

— пептидогликан, тейхоевые кислоты, белки наружной мембраны – защита от фагоцитоза, усиление адгезии, являются выраженными антигенами, обладают мимикрией (вызывают аутоиммунные процессы – А, М белки стафилококка и стрептококка).

Капсула

находится на поверхности клеточной стенки, защищает от внешних факторов, фагоцитоза, выраженное аг действие. Пирогенны

– вещества, вызывающие повышение температуры тела человека. Антифагины

– препятствуют слиянию фагосомы и лизосомы, образованию фаголизосомы. Ферменты патогенности.

Токсины

– важные факторы патогенности, вырабатывающиеся микроорганизмом и реализующие основные механизмы инф процесса.

Все токсины делятся на две основные группы – экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины Эндотоксины

Продуцент Гр+ Гр- Гр-

Локализация внутри и внеклеточная внутриклеточная

Химическая природа пептиды белок ЛПС

Стабильность при 1000С лабильны стабильны

Инактивация фармолином инактивируются не инактивируются

Нейтрализация гомологичными ат полная частичная

Биологическая активность индивидуальная общая

Токсичность в сравнении 100-1.000.000 0,1

Источник: www.medintime.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.