Патогенність та вірулентність бактерій
Патогенність - видова ознака, що передається у спадок, закріплений в геномі мікроорганізму, в процесі еволюції паразита, тобто це генотипний ознака, що відображає потенційну можливість мікроорганізму проникати в макроорганізм (інфективність) і розмножуватися в ньому ( інвазійність), викликати комплекс патологічних процесів, що виникають при захворюванні.
Фенотипічною ознакою патогенного мікроорганізму є його вірулентність, тобто. властивість штаму, що проявляється у певних умовах (при мінливості мікроорганізмів, зміні сприйнятливості макроорганізму тощо). Вірулентність можна збільшувати, знижувати, вимірювати, тобто. вона є мірою патогенності. Кількісні показники вірулентності можуть бути виражені в DLM (мінімальна летальна доза), DL« (доза, що викликає загибель 50% експериментальних тварин). При цьому враховують вид тварин, стать, масу тіла, спосіб зараження, термін загибелі.
До факторів патогенності відносять здатність мікроорганізмів прикріплюватися до клітин (адгезія), розміщуватися на їх поверхні (колонізація), проникати в клітини (інвазія) та протистояти факторам захисту організму (агресія).
Адгезія є пусковим механізмом інфекційного процесу. Під адгезією розуміють здатність мікроорганізму адсорбуватися на чутливих клітинах із наступною колонізацією. Структури, відповідальні за зв'язування мікроорганізму з клітиною називаються адгезинами і розташовуються на його поверхні. Адгезини дуже різноманітні за будовою і зумовлюють високу специфічність - здатність одних мікроорганізмів прикріплюватися до клітин епітелію дихальних шляхів, інших - кишечника або сечостатевої системи.і т.д. На процес адгезії можуть впливати фізико-хімічні механізми, пов'язані з гідрофобністю мікробних клітин, сумою енергії тяжіння та відштовхування. У грамнегативних бактерій адгезія відбувається за рахунок пилок I та загального типів. У грампозитивних бактерій адгезини являють собою білки та тейхоєві кислоти клітинної стінки. В інших мікроорганізмів цю функцію виконують різні структури клітинної системи: поверхневі білки, ліпополісахариди та ін.Інвазія. поширяться по його тканинах та органах. Проникнення мікроорганізму в клітину пов'язується з продукцією ферментів, а також з факторами, що пригнічують клітинний захист. Так фермент гіалуронідазу розщеплює гіалуронову кислоту, що входить до складу міжклітинної речовини, і, таким чином, підвищує проникність слизових оболонок та сполучної тканини. Нейрамінідаза розщеплює нейрамінову кислоту, яка входить до складу поверхневих рецепторів клітин слизових оболонок, що сприяє проникненню збудника у тканини.Агресія. Під агресивністю розуміють здатність збудника протистояти захисним факторам макроорганізму. До факторів агресії відносяться: протеази – ферменти, що руйнують імуноглобуліни; коагулаза – фермент, що згортає плазму крові; фібринолізин - розчинний потік фібрину; лецитиназа - фермент, що діє на фосфоліпіди мембран м'язових волокон, еритроцитів та інших клітин. Патогенність може бути пов'язана з іншими ферментами мікроорганізмів, при цьому вони діють як місцево, так і генералізовано.
Важливу роль розвитку інфекційного процесу грають токсини. За біологічними властивостями бактеріальні токсиниділяться на екзотоксини та ендотоксини.Екзотоксини продукують як грампозитивні, так і грамнегативні бактерії. За своєю хімічною структурою це білки. За механізмом дії екзотоксин на клітину розрізняють кілька типів: цитотоксини, мембранотоксини, функціональні блокатори, ексфоліанти та еритрогеміни. Механізм дії білкових токсинів зводиться до пошкодження життєво важливих процесів у клітині: підвищення проникності мембран, блокади синтезу білка та інших біохімічних процесів у клітині або порушення взаємодії та взаємокоординації між клітинами. Екзотоксини є сильними антигенами, які продукують утворення в організмі антитоксинів.
Екзотоксини мають високу токсичність. Під впливом формаліну та температури екзотоксини втрачають свою токсичність, але зберігають імуногенну властивість. Такі токсини отримали назвуанатоксини і застосовуються для профілактики захворювання правця, гангрени, ботулізму, дифтерії, а також використовуються як антигени для імунізації тварин з метою отримання анатоксичних сироваток.Ендотоксини за своєю хімічною структурою є ліпополісахаридами, які містяться в клітинній стінці грамнегативних бактерій і виділяються в навколишнє середовище при лізисі бактерій. Ендотоксини не мають специфічності, термостабільні, менш токсичні, мають слабку імуногенність. При надходженні в організм великих доз ендотоксини пригнічують фагоцитоз, гранулоцитоз, моноцитоз, збільшують проникність капілярів, руйнують дію на клітини. Мікробні ліпополісахариди руйнують лейкоцити крові, викликають дегрануляцію опасистих клітин з виділенням вазодилататорів, активують фактор Хагемана, що призводить до лейкопенії, гіпертермії, гіпотонії, ацидозу,десимінованої внутрішньосудинної коагуляції (ДВК) Ендотоксини стимулюють синтез інтерферонів, активують систему комплементу за класичним шляхом, мають алергічні властивості. При введенні невеликих доз ендотоксину підвищується резистентність організму, посилюється фагоцитоз, стимулюються В-лімфоцити. Сироватка тварини імунізованого ендотоксином має слабку антитоксичну активність і не нейтралізує ендотоксин.Патогенність бактерій контролюється трьома типами генів : гени - власними хромосомами, гени привнесені плазмідами помірними фагами.