Патогенные и вирулентные микроорганизмы. Факторы патогенности.

Патогенность – потенциальная способность вызывать инфекционный процесс. Это свойство детерменированно геномом и передается по наследству.
Патогенные м/о произошли от сапрофитов в процессе длительной эволюции. Они используют для обеспечения жизнедеятельности метаболиты и другие вещества хозяина. Они не способны к полностью независимому существованию, т.к. у них понизилась ферментативная активность, способность к выработке энергии, утрачены звенья метаболизма.
Выделяют: облигатных внутрилеточных паразитов (хламидии, риккетсии, вирусы – не способны расти на пит.ср., только в живом организме); факультативные внутрикл. паразиты (микобакт.туберкулеза, менингококки ЕТС. – могут культивироваться на пит.ср. и циркулировать во внешней среде); случайные паразиты (естеств. ср. обит. – окр.ср. (легионеллы, йерсинии).

Для патогенных м/о важное условие для сохранения биол. вида – проникновение в организм и вызов инфекц. процесса. Для условно-патогенных в этом нет необходимости.

Условно-патогенные м/о – находятся в окр.среде, на пов. тела организма и животных. Многие- представители норм. микрофлоры. Способны выз. инфекции, попав в ослабленный организм в больших дозах.

Сапрофиты не обладают патогенностью (за исключением случайных паразитов). Обитают на абиогенных объектах внеш. среды, питаясь органическими субстратами.

Вирулентность – степень патогенности конкретного штамма в определенных условиях. Это фенотипическое проявление генотипа. Штаммы м/о бывают высоко-/умеренно-/слабо-/авирулентны. От степени вирулентности зависит тяжесть вызываемого заболевания.
Определяется на экспериментальных животных и измеряется в специальных единицах:
DLM (dosa letalis minima) – выз. гибель 95% эксперим.животных в станд.усл.
DL 50% - выз. гибель 50% взятых в опыт животных (считается наиболее точной).
DCL (dosa certa letalis) – абсолютная летал. доза – гибель 100% животных в опыте.
ID 50% - вызывает инф. заболевание у половины животных в опыте.

Факторы патогенности – поверхностные структуры и способность клетки продуцировать биол.акт.вещества, обуславливают вирулентность. Позволяют патогенам противостоять защитным системам организма и распространяться и размножаться в нем, вырабатывая токсические продукты. В результате происходит развитие инфекционного процесса.
К ним относятся:

1. факторы адгезии и колонизации. Запускают инфекц. процесс. Адгезины представлены поверхностными структурами и веществами микробной клетки (фибрии или белки наружн. мембр. Гр- м/о; тейхоевые и липотейхоевые кислоты и нар. белки клет.стенки у гр+ м/о; капсула у капсульный бактерий).
   Адгезия осуществляется при участии электростатических и гидрофобных свойств клеток и завершается лиганд-рецепторным взаимодействием. Адгезины должны быть комплементарны рецепторам клеток. Чаще всего адгезия происходит на поверхностях слизистых оболочек. Некоторые м/о обладают тропизмом (органотропностью), т.е. способностью к избирательному поражению тканей и органов (обусловлено наличием чувствительных рецепторов). Адгезия начинается как обратимый процесс, заканчивается как необратимый. Клетки начинают размножаться и распространяться по слизистым, некоторые способны проникать внутрь эпителиоцитов.
2. Факторы инвазии и агрессии.
   Инвазия – проникновение возбудителей через покровные ткани и барьеры в подлежащие ткани и клетки макроорганизма.
3. Агрессия – подавление факторов врожденного и приобретенного иммунитета посредством повреждающего действия образуемыми ферментами и токсинами на клетки макроорганизма.

Билет 5

1) Свойства вирусов. Репродукция. Особенности репродукции. +РНК и -РНК.

Репродукция вирусов в клетке - продуктивная инфекция – единый процесс, условно подразделяемый на несколько этапов:
1.адсорбция вирионов на летке
2. Проникновение вирусов в клетку
3. Депротеинизация вириона и освобождение его нуклеиновой кислоты (генома)
4. Экспрессия вирусного генома, синтез компонентов вириона (транскрипция, трансляция, репликация)
5. формирование вирионов
6. Выход нового поколения вирионов из клетки

Первые 3 этапа – подготовительные. Собственно репродукция – с 4 этапа.

1. Адсорбция вирионов на клетке – осуществляется при наличии специфических рецепторов. У простых вирусов – поверхностные прикрепительные белки, у сложных – прикрепительных белков роль играют гликопротеины, образующие шипики на суперкапсиде.
Рецепторы на поверхности клеточной мембраны могут иметь различную природу, их количество достигает 10⁴ и более на клетку. Адсорбция начинается как неспецифическая, а продолжается как специфическая (вирус «узнается» и связывается комплементарным рецептором). Тропизм вирусов – избирательное поражение клеток и тканей у определенных видов организмов (наличие комплементарных рецепторов на них).

2. Проникновение вирионов в клетку

- Путем рецепторного эндоцитоза (виропексиса) – в месте адсорбции вируса образуется эндосома (впячивание), содержащая вирус. Она объединяется с клеточной лизосомой и вакуолью, образует рецептосому (проникают и простые и ложные вирусы этим путем).
- путем слияния мембран суперкапсида вируса и клетки. Осуществляется белками слияния. Нуклеокапсид оказывается в цитоплазме клетки. Характерно для сложных вирусов, обладающих F-белками слияния или другими гликопротеинами (например, гемагглютинин вируса гриппа).
- Возможно сочетание.

 

3. депротеинизация вирусов («раздевание»). Цель- освобождение нуклеиновой кислоты для индукции репродукции вируса.
Вирусы, проникшие в клетку рецепторным эндоцитозом, покидают рецептосому путем слияния мембран (сложные вирусы) или при участии капсидных поверхностных белков (простые вирусы). При этом лизосомальными ферментами и ферментами мембраны рецептосомы проводится частичная депротеинизация. Продолжается «раздевание» в цитоплазме протеазами и другими клеточными ферментами.
Если вирус проникает в клетку способом слияния мембран, депротеинизация начинается при уже при проникновении с помощью ферментов клеточной мембраны. Продолжается в цитоплазме.

Освобождение генома может быть полным, а может неплным (остаются внутренние белки или капсидные, которые в дальнейшем защищают нуклеиновую кислоту от нуклеаз цитоплазмы).

 

4. экспрессия вирусного генома. Иногда требует транспортировки в ядро.

А) транскрипция – образование на матрице генома комплементарных и-РНК

Б) трансляция – перевод генетической информации с и-РНК в последовательность аминокислот. Проводится и-РНК на клеточных рибосомах с подавлением синтеза клеточных белков. Вирусные белки могут формироваться: с коротких моноцистронных и-РНК (отдельные белки, на рибосомах), с длинных полицистронных и-РНК (гигантский полипептид, на полисомах, впоследствие нарезается на отдельные белки).

Особенности:
- вирусы с двунитевой ДНК: геномная ДНК -> транскрипция -> и-РНК -> трансляция -> белок (сперва ранние неструктурные, потом поздние структурные)

Осуществляется в ядре (у большинства вирусов) – клеточная транскриптаза, в цитоплазме – вирусная транскриптаза.

- +РНК – геномная РНК одновременно и-РНК: геномная +РНК > трансляция > белок (гигантский полипептид, который нарезается протеазами)
- минус-РНК: геномная –РНК > транскрипция > и-РНК > трансляция > белок
осуществляется собственными транскриптазами

- ретровирусы (онкогенные вирусы и возбудители ВИЧ-инфекции) – диплоидный геном из двух идентичных однонитевых +РНК и ревертазой (обратной транскриптазой) (такой же путь передачи возможно у вируса гепатита В и клещевого энцефалита: геномная РНК > провирус (комплементарная ДНК) > транскрипция > и-РНК > трансляция > белок

 

Репликация: синтез на матрице исходного генома вируса множества идентичных копий. В ядре (у большинства) и в цитоплазме. Процесс начинается после накопления неструктурных ранних белков. Осуществляется вирусными клеточными полимеразами. Осуществляется сразу полностью.

- у двунитевых ДНК-геномов – с помощью репликазы по полуконсервативному типу, подобно клеточным ДНК

- Однонитевые +РНК геном - с помощью вирус-индуцированной РНК-полимеразы. На исходной +РНК формируется –РНК (двунитевый промежуточный репликативный комплекс), которая отщепляется, на ней формируется +РНК, идентичная исходной. происходит накопление множества копий генома.

- однонитевые –РНК геном – с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы, тоже через двунитевый промежуточный репликативный комплекс

- у ретровирусов – те же стадии, что и при транскрипции, с обязательной репликацией провирусной ДНК в хромосому клетки. На матрице провирусной ДНК реплицируются копии однонитевых +РНК.
Для ретровирусов характерно сочетание интегративной и продуктивной инфекции (при преобладании интегративной наблюдается персистенция вируса).

 

В результате экспрессии в клетке накапливаются копии вирусных геномов и структурные белки. Эти процессы происходят в разных частях клетки, и такой способ репродукции называется разобщенным (дизъюнктивным).

 

5. Формирование вирионов из компонентов вируса. В цитоплазме.

Простые вирусы: пустеем самосборки, капсид по спиральному или кубическому типу формируется. Получается нуклеокапсид.

Сложные вирусы формируются в несколько этапов. Образуется нуклеокапсид, затем они взаимодействуют с модифицированными мембранами клетки, одеваются суперкапсидной оболочкой, у некоторых вирусов под суперкапсидом формируется М-слой.

 

6. Выход вирионов из клетки

- при лизисе клетки («по взрувному типу», характерен для простых вирусов)

- путем почкования (сложные вирусы, одновременно приобретают суперкапсид). Клетка погибает не сразу, успевает выделить новые поколения вирусов до истощения ее ресурсов.