Бактериальная клетка: колонизация
Большинство патогенных бактерий проникают в организм через слизистую дыхательных путей, ЖКТ, мочеполовой системы или конъюнктиву. Кожа, особенно при стафилококковой инфекции, также может служить местом бактериальной колонизации, поэтому попадание бактерий на кожу чревато развитием заболевания.
Для успешной колонизации необходимо прикрепление бактерий к слизистой. Прикреплению способствуют многие поверхностные структуры бактерий, но чаще всего эту функцию выполняют фимбрии , капсульные полисахариды и липотейхоевые кислоты . Бактерии прикрепляются к эпителиальным клеткам слизистой или внедряются в слой слизи. В последнем случае колонизации препятствуют механизмы удаления слизи. Поэтому инфекциям дыхательных путей способствует цилиарная дискинезия или муковисцидоз , при котором часто происходит хроническое заражение Pseudomonas aeruginosa .
Теперь известно, что бактериальная клетка обладает множеством различающихся по серологическим свойствам факторов адгезии - адгезинов, причем на разных стадиях заражения участвуют различные адгезины.
Например, большинство штаммов Escherichia coli образуют фимбрии типа 1, прикрепление которых к тканям ингибируется D-маннозой. По- видимому, именно эти фимбрии способствуют прикреплению бактерий к слизистой.
Штаммы Escherichia coli, вызывающие пиелонефрит , имеют другой фактор адгезии - PAP (Pyelonephritis-Associated Pili - пиелонефрит- связанные фимбрии) или Р-фимбрии, которые обеспечивают связывание бактерий с остатками дигалактозы антигена P , определяющего группу крови системы P . Прикрепление в данном случае обусловлено добавочными субъединицами белков, расположенными на конце фимбрии. В опытах на яванских макаках мутантный штамм Escherichia coli (с точечной мутацией гена papG ), у которого отсутствует концевой белок фимбрии, вызывал не пиелонефрит, а цистит.
Некоторые патогенные штаммы Escherichia coli прикрепляются к эпителию тонкой кишки с помощью так называемых факторов колонизации. К ним относят S- и G-фимбрии, а также группу адгезинов, которые связываются с комплемент-регулирующим фактором, защищающим клетки макроорганизма от разрушения комплементом (фактор ускорения распада, или CD55 ). Этот клеточный белок несет также эритроцитарный антиген Dr системы Кроумер .
Фимбрии Neisseria spp. , Moraxella spp. , Vibrio cholerae и Pseudomonas aeruginosa также принимают участие в прикреплении микроорганизмов к поверхности клеток. М-концевые участки у этих фимбрии сходны, а С-концевые - более разнообразны. У некоторых видов, например Neisseria gonorrhoeae и Neisseria meningitidis , именно фимбрии обеспечивают прикрепление к эпителию слизистой, причем, как недавно показано, важную роль в этом процессе играет белок PilC . У других возбудителей, например Pseudomonas aeruginosa , фимбрии не столь важны для прикрепления к эпителию. В процессе прикрепления Vibrio cholerae к слизистой кишечника, очевидно, принимают участие два вида фимбрии.
Действенной мерой борьбы с инфекцией могло бы стать воздействие на процесс прикрепления бактерий, однако попытки создать эффективные вакцины, основанные на компонентах фимбрии, до настоящего времени не увенчались успехом. Сообщалось, что у свиней, телят и ягнят подобные вакцины предотвращают понос, вызванный Escherichia coli. Однако это не было подтверждено клиническими испытаниями, а клинические испытания гонококковой вакцины, основанной на компонентах фимбрии, оказались безуспешными. Одно из главных препятствий - различия серологических характеристик фимбрии.
В прикреплении возбудителя к поверхности клеток участвуют также обнаруженные у стафилококков особые белки, которые связываются с белками макроорганизма - фибрином , фибронектином , ламинином и коллагеном . Они были названы MSCRAMM (Microbial Surface Components Recognizing Adhesive Matrix Molecules - микробные поверхностные компоненты, распознающие адгезивные молекулы матрикса). Эти структуры, вероятно, способствуют прикреплению стафилококков к слизистой носа и к коже. Как оказалось, различные возбудители довольно часто прикрепляются к фибронектину. В этом процессе важную роль играет последовательность аминокислот Арг-Гли-Асп.
Прикреплению стрептококков к слизистой способствуют липотейхоевые кислоты , расположенные на поверхности бактериальной клетки. Полисахарид (альгинат) капсулоподобной оболочки Pseudomonas aeruginosa способствует прикреплению этой бактерии к муцину дыхательных путей.
Клиническое значение коагулазаотрицательных стафилококков определяется их способностью расти на протезах и катетерах. Прикреплению стафилококков к поверхности этих устройств способствует капсульный полисахарид.
