УЧЕНИЕ ОБ ИНФЕКЦИИ Причины и условия возникновения, течения и исхода инфекционного процесса. Этиология инфекционных заболеваний. Роль микроорганизма – возбудителя заболевания. Молекулярные основы взаимодействия с хозяином. Патогенность и вирулентность. Факторы вирулентности, их контроль и регуляция. Роль макроорганизма – биологических особенностей, образа и условий жизни. Понятие об эпидемическом процессе. Типы и формы инфекционных процессов.
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ОРГАНИЗМ ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - радиация - загрязнение воздушного бассейна - загрязнение водного бассейна ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - тяжелые металлы - кислоты - органические токсические соединения СОЦИАЛЬНАЯ СРЕДА - стресс - образ жизни ИММУННАЯ СИСТЕМА организма (ГЕНЫ) Адаптация БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - бактерии - грибы - вирусы - паразиты Предболезнь ИНФЕКЦИИ ИММУНОПАТОЛОГИЯ
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Сведения об инфекционных и паразитарных заболеваниях (Форма 1) за январь - март 2012 До 17 лет включительно Нозоформа Сальмонеллезные инфекции Туберкулез (впервые выявленный) активные формы Абсолютно На 100 тыс е число населения Абсолют. число На 100 тыс населения До 14 лет включительно На 100 Абсолют тыс число населен ия 9261 6, 48 4732 18, 06 4484 21405 14, 98 1161 4, 43 801 Бруцеллез, впервые выявленный 80 0, 06 7 0, 03 5 !!! 0, 02 Лептоспироз Бешенство 28 2 0, 00 1 1 0, 00 11952 8, 37 290 1, 11 87 0, 40 13138 9, 20 328 1, 25 33 0, 15 Сифилис (впервые выявленный) все формы Гонококковая инфекция 20, 69 3, 70
Ежегодная летальность от инфекции в мире (ВОЗ, 1998)
Смертность от инфекционных и паразитарных заболеваний (ВОЗ, октябрь 2000)
Наиболее распространенные в мире инфекции
Инфекция
Факторы патогенности бактерий
Эндотоксины бактерий Грамотрицательные бактерии обладают двуслойной клеточной стенкой, которая окружает цитоплазматическую мембрану. Первый слой - очень тонкая (толщиной 1 нм) нелипидная мембрана, состоящая из пептидогликана. Его называют также гликопептидом или мукопептидом. Это сложный матрикс, содержащий полисахаридные цепи, связанные друг с другом поперечными сшивками из коротких пептидных цепей. Второй слой клеточной стенки - липидная мембрана толщиной 7, 5 нм. Именно на этой внешней мембране и расположены эндотоксины (липополисахариды). Молекулы эндотоксина обеспечивают структурную целостность, отвечают за многие физиологические функции, в том числе определяют патогенные и антигенные свойства бактерий. Структурно молекула эндотоксина делится на три части – Липид А, Кор и О-специфическую цепь (рис. внизу). О-специфическая цепь липополисахаридов построена из повторяющихся олигосахаридов. Наиболее распространенными сахарами, входящими в состав О-специфической цепи, являются глюкоза, галактоза, рамноза. Этот участок молекулы придает ей гидрофильные свойства, благодаря которым ЛПС хорошо растворимы в воде. Полисахаридная часть является наиболее вариабельной частью молекулы ЛПC. Часто этот фрагмент молекулы называют О-антигеном, так как именно он отвечает за антигенную активность грамотрицательных бактерий Кор - центральная часть молекулы, связывающая О-антиген с Липидом А. Формально структура кора подразделяется на внешнюю и внутреннюю части. В состав внутренней части кора обычно входят остатки L-глицеро-О-манногептозы и 2 -кето-3 дезоксиоктоновой кислоты (КДО). КДО содержит 8 атомов углерода и в природе практически нигде больше не встречается. Липид А состоит из дисахарида, фосфата и жирных кислот. Участок Липида А является наиболее константным участком молекулы ЛПС, и его строение схоже у многих бактерий.
Экзотоксины Легко диффундируют в окружающую среду из микробных клеток Обладают высокой активностью. Избирательно поражают отдельные органы и ткани Выражены антигенные свойства; вызывают образование в организме антитоксинов Протеины, обладают свойствами ферментов; некоторые получены в кристаллическом состоянии Термолабильны Неустойчивы к протеолитическим ферментам (38. . . 400 С) Под действием 0, 3. . . 0, 4%-го формалина Эндотоксины Прочно связаны с неразрушенным телом микробной клетки Менее токсичны. Избирательное действие не наблюдается или слабо выраже но Слабые антигены; антисыворотки обладают невысокой активностью Протеины или различные химические комплексы глюцидолипоиды, полисахаридолипоидопротеины Термостабильны Устойчивы к действию протеолитических ферментов Более устойчивы к формалину
Механизмы ускользания микроорганизмов от факторов хозяина â Резистентность к литическому эффекту комплемента â Разрушение фаго- и лизосом микро- и макрофагов â Стимуляция иммуносупрессии и аутоиммунитета â Формирование гранулемы â Антигенная мимикрия и др.
Применение молекулярной диагностики в области контроля за инфекцией • Выявление инфекционных агентов в окружающей среде • выявление инфекционных агентов в биологическом материале • выявление инфекционных агентов в пищевых продуктах • идентификация инфекционных агентов • определение факторов патогенности • определение механизмов резистентности • молекулярно-биологическое типирование возбудителей • контроль эффективности лечения
Концепция патогена Патоген - это микроорганизм, принадлежащий к определенному виду и способный вызывать инфекционное заболевание. Этот подход был разработан Р. Кохом (1843 -1990) и его учителем Д. Коном (1828 -1898) в конце XIX - го столетия для так называемых «облигатных» патогенов и основан на таксономическом положении таких инфекционных агентов как возбудители сибирской язвы, туберкулеза и холеры. Этот подход не полностью оправдывается для факультативных патогенов (кишечной палочки, стафилококков, псевдомонад и многих др. ), которые могут существенно варьировать по степени патогенности.
Особенности патогенности микроорганизмов • Термины патогенность и вирулентность - синонимы; • Патогенность микроорганизмов - функция как микроорганизма, так и макроорганизма, состояние иммунной системы которого «разрешает» тот или иной тип отношений между ними; • Результат интегрированного взаимодействия нескольких сочленов биоценоза хозяина; • Может приобретаться, изменяться и утрачиваться; – Патогенность лидеров инфекционной патологии может ослабляться, а условнопатогенных агентов - усиливаться; • Периодичность смены или появление новых лидеров среди патогенных для человека микроорганизмов; • При определенных условиях патогенными для человека могут быть и истинные сапрофиты
Концепция островов патогенности В 80 -ых годах было установлено, что в хромосоме некоторых микроорганизмов имеется блок генов вирулентности, который отличает их от близкородственных микроорганизмов. Эта область генов была названа островами патогенности (PAIs). Концепция PAIs разработана на основе строения генома и патогенности энтеробактерий, особенно E. coli, но полностью применима к другим Гр- и Гр+ микроорганизмам.
Генетические основы патогенности микроорганизмов Расшифрован геном более 20 патогенов (возбудители туберкулеза, дифтерии, гемофилюс инфлуенты и др. ); открыты острова патогенности (ОП) - дискретные сегменты ДНК, кодирующие факторы патогенности; ОП, локализованые в хромосоме и плазмидах, гомологичны; гены патогенности микробов ассоциированы с регуляторными генетическими элементами (факторами транскрипции и др. ); некоторые изоляты (штаммы) могут иметь несколько ОП - сальмонеллы имеют пять; ОП могут быть мобильными, находятся в составе транспозонов; открыты секреторные системы бактерий (1 -3); 3 -я секреторная система бактерий важна с точки зрения реализации бактериями патогенности; 3 -ья многокомпонентная секреторная система - это многокомпонентная система, система ответственная за доставку эффекторных молекул микроба из цитоплазмы к мембране клетки-мишени;
Острова патогенности бактерий Адгезины Факторы колонизации Инвазины Факторы роста Факторы повреждения эндотоксины и экзотоксины Факторы ингибиции бактериальной активности фагоцитов Факторы, оказывающие супрессивный эффект Факторы, стимулирующие воспаление и цитотоксичность Факторы резистентности (к стрессу, химическим и физическим факторам) Белки теплового шока
Генетические элементы островов патогенности микобактерий • • • • Генетические элементы очень подвижны, изменчивы, легко приобретаются и утрачиваются; передаются горизонтально и вертикально; IS 6110 - пример кластера генов патогенности МТ; Гены, кодирующие каталазу-kat. G. Каталаза защищает МТ от окисления в фагосоме; Гены, кодирующие эпидермальный ф-р роста-Egf. G; Гены, кодирующие фосфолипазы - pl. G; Гены, кодирующие глутамат синтетазу - gs. G; Гены, кодирующие сигма фактор - sig. F, sig. H; Гены, кодирующие миколовую кислоту - TDM, TMM; Гены, кодирующие изоцитратлиазу - Ace. A; Гены, кодирующие белок, связыв. пенициллин Pon. A; Гены, кодирующие полипептид синтазу - pls 2; Гены, кодирующие эндонуклеазу - uni. A; Гены, кодирующие белки, ответственные за транспорт катионов - ctp. V
Характеристика островов патогенности (ОП) микроорганизмов • Присутствуют в геноме патогенных и отсутствуют в геноме непатогенных бактерий; • ОП представлены генами, кодирующими один или более фактор патогенности (капсулу, адгезины, инвазины, белки секретирующих систем(I - IV), токсины и др. ; • ОП локализуются в хромосоме и/или плазмиде; • ОП принадлежит относительно большая часть генома - от 5 до 20%; • ОП часто отличается соотношением Г+Ц от остальной части генома; • Гены ОП широко передаются горизонтальным путем; • Это дискретные фрагменты генома, часто представлены прямыми повторами последовательностей ДНК, которые обеспечивают их интеграцию в геном хозяина (? ); • Гены ОП часто ассоциируются с геном т. РНК; т. РНК часто действуют как мишень для интеграции с чужеродной ДНК; • ОП часто несут критические или функциональные гены, кодирующие интегразы, транспозоны или часть IS - элементов; • ОП часто представлены нестабильными областями ДНК. Они могут утрачиваться, удваиваться и передаваться другим микроорганизмам; • ОП могут находиться в интегративных плазмидах, конъюгативных транспозонах и бактериофагах; • Структура ОП отражает этапы эволюции микроорганизмов и их хозяев; • Вероятно, что гены ОП являются «молодыми» или «новыми» генами
Цикл патогенеза инфекционного заболевания ИСХОД ЗАРАЖЕНИЕ алиментарный; капельный; парэнтеральный; контактный; трансмиссивный: трансплацентарный инфицирующая доза возбудителя Бактерионосительство Инфекция Выздоровление Элиминация АДГЕЗИЯ специфическое взаимодействие структур микроба и клеток хозяина КОЛОНИЗАЦИЯ прикрепление и размножение у места входных ворот ИНВАЗИВНОСТЬ специфичные ферменты ТРАНСЛОКАЦИЯ нейроминидаза фосфолипаза ПАТОЛОГИЯ генерализация и ТОКСИЧНОСТЬ коллагеназа перенос бактерий с эластаза эндо- и экзотоксины ЛПС поверхности в ткани острая и хроническая инфекция и кровь холероген пептидогликан осложнения энтеротоксины летальность Цитотоксины нейротоксины
Скачать презентацию УЧЕНИЕ ОБ ИНФЕКЦИИ Причины и условия возникновения течения
2_Лекц_Патогенность и вирулентность1.pptx