Факторы вирулентности возбудителей кишечных инфекций
Способы преодоления защиты макроорганизма у возбудителей кишечных инфекций весьма разнообразны. Их понимание чрезвычайно важно для диагностики и лечения данных инфекций.
Инфицирующая доза . Количество микроорганизмов, которое должно попасть в ЖКТ, чтобы вызвать заболевание (инфицирующая доза), существенно варьирует. Так, для Salmonella spp. и Vibrio cholerae инфицирующая доза составляет 100000-100000000, а для Shigella spp. , Giardia lamblia и Entamoeba spp. - всего 10-100 (самих микробов или цист ). Инфицирующая доза определяется вирулентностью возбудителя; в свою очередь, от нее зависит путь передачи инфекции. Так, Shigella spp. , Giardia lamblia и Entamoeba spp. могут передаваться от человека к человеку, а заражение сальмонеллами возможно лишь после их размножения в пищевых продуктах в течение нескольких часов.
Адгезия . При многих кишечных инфекциях первой стадией инфекционного процесса является адгезия возбудителя к слизистой кишечника. Она облегчает конкуренцию с нормальной микрофлорой и заселение возбудителем слизистой. Поэтому важным фактором вирулентности являются адгезины - поверхностные белки, обеспечивающие прикрепление бактерий к эпителию. Vibrio cholerae , например, располагает целым набором адгезинов, в том числе токсин-корегулируемыми фимбриями и вспомогательными факторами колонизации . Энтеротоксигенные штаммы Escherichia coli тоже имеют фимбрии (так называемые антигены фактора колонизации), которые позволяют им закрепиться в верхних отделах тонкой кишки. Адгезины энтеропатогенных и энтерогеморрагических штаммов Escherichia coli обеспечивают плотное прикрепление бактерий к эпителию, вызывая при этом характерное сглаживание микроворсинок.
Образование токсинов. Многие патогенные кишечные бактерии образуют один или несколько экзотоксинов, играющих важную роль в патогенезе вызываемых ими заболеваний. К ним относятся энтеротоксины , вызывающие водянистый понос путем прямого действия на секреторные механизмы слизистой тонкой кишки; цитотоксины , разрушающие энтероциты и приводящие к воспалительному поносу ; нейротоксины , действующие на ЦНС и периферическую нервную систему.
Некоторые экзотоксины имеют несколько механизмов действия.
Например, экзотоксин Shigella dysenteriae типа 1 обладает и энтеротоксическим, и цитотоксическим эффектом.
Классическим энтеротоксином является холерный токсин . Это гетеродимерный белок, который состоит из двух частей: субъединицы A, обладающей ферментативной активностью, и субъединицы В, состоящей из 5 одинаковых пептидов и обеспечивающей связывание токсина с ганглиозидом GM1 - рецептором на поверхности энтероцитов . Связывание холерного токсина с рецептором обеспечивает проникновение субъединицы A (точнее - ее активного фрагмента A1) в цитоплазму энтероцита. Там она катализирует перенос АДФ-рибозильной группы с НАД на альфаs-субъединицу G-белка , активирующего аденилатциклазу . В результате происходит необратимая активация аденилатциклазы и в энтероцитах накапливается большое количество цАМФ . Последний подавляет всасывание ионов натрия и усиливает экскрецию ионов хлора , что приводит к увеличению концентрации хлористого натрия в просвете тонкой кишки. По осмотическому градиенту туда поступает вода, и начинается водянистый понос .
Некоторые энтеротоксигенные штаммы Escherichia coli образуют термолабильный энтеротоксин белковой природы. Он имеет такой же механизм действия, как холерный токсин , и также вызывает секреторный понос . Другие штаммы образуют термостабильный энтеротоксин, одна из форм которого вызывает секреторный понос путем активации гуанилатциклазы и увеличения количества цГМФ . Некоторые энтеротоксигенные штаммы вырабатывают оба энтеротоксина.
Цитотоксины разрушают клетку и вызывают кровавый понос , при котором в стуле имеются клетки воспаления . Цитотоксины вырабатываются Shigella dysenteriae , Vibrio parahaemolyticus и Clostridium difficile .
Энтерогеморрагические штаммы Escherichia coli (в США - в основном серотип О157:Н7) вырабатывают веротоксин (очень близкий к цитотоксину Shigella dysenteriae ). Видимо, такие штаммы вызывают вспышки геморрагического колита и гемолитико-уремического синдрома .
Некоторые бактерии вырабатывают вне макроорганизма нейротоксины , эффект которых проявляется вскоре после попадания в ЖКТ. Например, экзотоксины стафилококков и Bacillus cereus , действуя на ЦНС, вызывают рвоту .
Инвазия. Геморрагический колит возникает не только под действием цитотоксинов , но и в результате проникновения бактерий в клетки и разрушения последних. Например, Shigella spp. и энтероинвазивные штаммы Escherichia coli внедряются в энтероциты , размножаются в них и далее проникают в соседние клетки. Salmonella spp. тоже вызывают воспалительный понос , проникая в энтероциты; однако они не разрушают энтероциты, и поэтому по клинической картине сальмонеллез отличается от дизентерии . Salmonella typhi и Yersinia enterocolitica проникают через неповрежденную слизистую кишечника, размножаются в пейеровых бляшках и брыжеечных лимфоузлах и вызывают бактериемию , которая сопровождается симптомами, характерными для брюшного тифа : лихорадкой , головной болью , относительной брадикардией , болями в животе , спленомегалией , лейкопенией .
