Микробной инвазии может способствовать следующее:
Факторы вирулентности
К факторам вирулентности, способствующим инвазии и преодолению защитных механизмов хозяина, относятся:
Капсула
Энзимы
Токсины
Капсула
Некоторые микрооорганизмы (например, определенные штаммы пневмококков, менингококков, Haemophilus influenzae типа B) имеют капсулу, блокирующую фагоцитоз, что делает эти организмы более вирулентными, чем некапсулированные штаммы. Тем не менее, специфические к компонентам капсулы опсонические антитела могут связываться с бактериальной капсулой и облегчать фагоцитоз.
Энзимы
Бактериальные белки с ферментативной деятельностью (например, продуцирующие протеазу, гиалуронидазу, нейраминидазу, эластазу, коллагеназу) облегчают локальное распространение в ткани. Инвазивные микроорганизмы (например, Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica) могут проникнуть в неповрежденные эукариотические клетки с поверхностей слизистой оболочки.
Некоторые бактерии (например, Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, H. influenzae, Proteus mirabilis, клостридин, Streptococcus pneumoniae) продуцируют IgA-специфичные протеазы, которые расщепляют и инактивируют секреторный IgA на поверхности слизистой оболочки.
Токсины
Микроорганизмы могут выделять токсины (называемые экзотоксинами), представляющие собой молекулы белка; эти токсины могут стать причиной заболеваний (например, дифтерии, холеры, столбняка, ботулизма, клостридиального энтероколита) или усилить тяжесть их протекания. Большинство токсинов связаны с определенными целевыми клеточными рецепторами. За исключением преформированных токсинов, ответственных за некоторые пищевые заболевания (например, ботулизм, стафилококковое или обусловленное Bacillus cereus пищевое отравление), токсины продуцируются микроорганизмами в ходе инфекции.
Эндотоксин является липополисахаридом, продуцируемым грамотрицательными бактериями, и является частью наружной мембраны этих микроорганизмов. Эндотоксин вызывает гуморальные ферментативные эффекты, включающие воздействие на комплемент, свертываемость, фибринолиз и выделение кининов, в значительной степени обуславливает тяжесть заболевания при грамотрицательном бактериальном сепсисе.
Другие факторы
Некоторые микроорганизмы являются более вирулентными по причине следующего:
Нарушают выработку антител
Уничтожают защитные антитела
Оказывают сопротивление литическому действию сывороточного комплемента
Препятствуют окислению при фагоцитозе
Продуцируют суперантигены
У многих микроорганизмов есть механизмы, которые ослабляют продуцирование антител, активируют клетки-супрессоры, блокируют обработку антигена и подавляют митогенез лимфоцитов.
Многие патогены слизистых оболочек, в том числе Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, S. pneumoniae, и H. pneumoniae, продуцируют протеазы, расщепляющие иммуноглобулин А (IgA). IgA является преобладающим классом иммуноглобулинов, вырабатываемых на поверхностях слизистых оболочек.
Устойчивость к литическому действию на комплемент сыворотки сопряжена с вирулентностью.
Некоторые микроорганизмы обладают способностью сопротивляться окислению при фагоцитозе. Например, Legionella и Listeria либо не вызывают, либо активно подавляют окислительные процессы, тогда как другие микроорганизмы продуцируют специальные энзимы (например, каталаза, редуктаза глутатион, супероксид дисмутаза), которые нивелируют процессы окисления.
Некоторые вирусы и бактерии вырабатывают суперантигены, которые обходят иммунную систему, вызывают неспецифическую активацию чрезмерного количества наивных Т-клеток, что, таким образом, приводит к усиленному и потенциально разрушительному воспалению, опосредованному массивным высвобождением провоспалительных цитокинов (например, стафилококковый и стрептококковый синдром токсического шока).
Микробная адгезия
Адгезия к поверхностям помогает микроорганизмам приобрести основу, с которой можно проникнуть в ткани. Среди факторов, которые определяют такую приверженность – адгезины (молекулы, которые обеспечивают прикрепление к клетке) и рецепторы клеток микроорганизма, с которыми адгезины связаны. Рецепторы хозяина включают остатки сахара на поверхности клеток и белки поверхности клеток (например, фибронектин), которые увеличивают закрепление определенных грамположительных микроорганизмов (например, стафилококков).
Другие детерминанты адгезии включают микроструктуры на определенных бактериальных клетках (например, стрептококках), называемые фибриллами, при помощи которых некоторые бактерии связываются с человеческими эпителиальными клетками. Другие бактерии, такие как Enterobacteriaceae (например, Escherichia coli), имеют специальные клейкие органоиды, называемые фимбриями или пили. Фимбрии позволяют микроорганизму закрепляться почти на всех клетках человека, включая нейтрофилы и эпителиальные клетки в мочеполовом тракте, ротовой полости и кишечнике.
Биопленка
Биопленка – слой слизи, который может сформироваться вокруг определенных бактерий и обеспечить резистентность к фагоцитозу и антибиотикам. Она развивается вокруг Pseudomonas aeruginosa в легких пациентов с муковисцидозом и вокруг представителей рода стафилококков на синтетических медицинских устройствах, таких как внутривенные катетеры, сосудистые протезы, ортопедические фиксирующие устройства и протезы суставов, а также на шовном материале.
Факторы, которые влияют на вероятность развития биопленки на таких медицинских устройствах, включают в себя строение материала, его химический состав и гидрофобность.
Устойчивость к противомикробным препаратам
Генетическое разнообразие среди микробов огромно. Использование антибактериальных препаратов в конечном счете отбирает для выживания те их штаммы, которые способны к резистентности.
Резистентность к антибиотикам может возникнуть из-за спонтанной мутации хромосомных генов. Во многих случаях устойчивые бактериальные штаммы получают мобильные генетические элементы от других микроорганизмов, как правило, от представителей своего вида, но иногда и от разных. Эти элементы закодированы на плазмидах или транспозонах и позволяют микроорганизмам синтезировать ферменты, которые
Модифицируют или инактивируют антимикробные агенты
Изменяют способность антимикробных агентов накапливаться в бактериальной клетке
Противостоят ингибированию антимикробным агентом (например, повреждение целевых участков антибиотиков является распространенным механизмом резистентности)
Минимизация некорректного использования антибиотиков у людей и у животных, а также в растениеводстве важна для здравоохранения.
По поводу остальной информации see page Резистентность к антибиотикам.
Нарушения защитных механизмов хозяина
Существуют два типа иммунного дефицита, влияющего на способность организма человека бороться с инфекцией:
Первичные иммунодефициты являются генетическими по происхождению; описано > 100 первичных иммунодефицитов. Большинство из них проявляются во время младенчества; однако до 40% состояний впервые распознают во время юности или взрослой жизни.
Приобретенные иммунодефициты вызываются другим заболеванием (например, раком, ВИЧ-инфекцией, хроническим заболеванием) либо воздействием химикатов или препаратов, которые пагубны для иммунной системы.
Механизмы
Иммунные дефекты могут затрагивать:
Клеточный иммунитет
Гуморальный иммунитет
Фагоцитарную систему
Клеточные дефициты– это, как правило, дефекты T-клетки, или комбинированные иммунные дефекты. T-клетки способствуют уничтожению внутриклеточных организмов; таким образом, у пациентов с дефектами T-клетки могут возникать оппортунистические инфекции, такие как Pneumocystis jirovecii, или криптококковые инфекции. Хронический характер этих инфекций может привести к прекращению прибавления в весе у детей, хронической диарее и постоянному кандидозу полости рта.
Гуморальные дефициты, как правило, вызываются неспособностью В-клеток продуцировать иммуноглобулины. У пациентов с этим типом дефекта обычно возникают инфекции, связанные с инкапсулированными микроорганизмами (например, H. influenzae, S. pneumoniae). У пациентов могут наблюдаться замедленный рост (у детей), диарея и рецидивирующие синусо-пульмональные инфекции.
Дефекты фагоцитарной системы затрагивают прямую иммунную реакцию на бактериальную инфекцию и могут привести к развитию повторяющихся абсцессов или тяжелых пневмоний.
Первичные дефекты системы комплемента редки. У пациентов с этим типом дефекта могут возникать рецидивирующие инфекции, вызванные гноеродными бактериями (например, инкапсулированными бактериями видов Neisseria) и у них есть повышенный риск аутоимунных заболеваний (например, системной красной волчанки).
