Что такое паразит в микробиологии

Паразит — микроорганизм, использующий другой организм (хозяин) как среду обитания или как источник пищи. В природе часто встречается эта форма жизни и она оказывает на человека прямое влияние. Чаще всего это заболевания, которые приводят к воспалительным процессам, плохому самочувствию, а в некоторых случаях изоляции от общества. При проникновении паразиты в организме человека вызывают болезни, в отдельных случаях человек становится переносчиком таких болезней.

Паразиты не видны человеческому глазу, поэтому для его изучения требуется специальное оборудование.

Сегодня широко распространены заболевания, вызываемые многочисленными видами паразитов. В их числе простейшие и гельминты. Опасность таких недугов объясняется не только осложнениями и сбоями в организме, в которых виновны глисты и простейшие, но и сложностью диагностики болезни в силу схожести симптоматики с различными недугами непаразитарного характера. Для того чтобы найти паразитов, стоит привлекать квалифицированных специалистов с большим лабораторным опытом.

В бактериологической лаборатории Испытательного лабораторного центра ФГБУЗ ЦГиЭ № 25 ФМБА России проводятся паразитологические исследования на обнаружение яиц гельминтов и цист простейших в следующих объектах:

• Питьевая вода, расфасованная в емкости, вода плавательных бассейнов, вода природная подземная, грунтовая, вода нецентрализованного водоснабжения, вода поверхностных водных объектов, вода сточная (ливневая, бытовая).
• Навоз и навозные стоки
• Смывы с поверхностей помещений и оборудования
• Почва
• Рыба
• Готовые кулинарные изделия (входит продукция общественного питания)
• Фрукты и овощи, пробы растительного происхождения
• Материал от людей (фекалии, перианальные соскобы).

Для того чтобы подать заявку на паразитологическое исследование необходимо обратиться в ФГБУЗ ЦГиЭ № 25 ФМБА России. Данной услугой могут воспользоваться как физические, так и юридические лица. Отбор материала для исследований проводят работники группы приема, отбора, регистрации, кодировки образцов (проб) в соответствии с нормативными документами.

Контактное лицо для справок: руководитель ИЛЦ ФГБУЗ ЦГиЭ № 25 ФМБА России — Дьячкова Екатерина Валерьевна телефон 8(383) 240-78-86.

Микробиология — наука изучающая микроскопические существа, называемые микроорганизмами (микробами). Она изучает те микроорганизмы, которые могут провоцировать патологические процессы у человека. А так же изучает микробиологическую диагностику и профилактику микробных заболеваний. Данная наука необходима для человека, поскольку изучает очень важный аспект его жизни и здоровья. К сожалению, микроб не виден человеческому глазу и для изучения этого аспекта требуется привлечение разработок, технологии и квалифицированных специалистов.

Одним из векторов научной медицинской микробиологии является санитарная микробиология. Эта древнейшая наука изучает микрофлору окружающей среды и её влияние на здоровье и жизнь человека. Поскольку бактерии являются возбудителями многих болезней, стоит изучать и давать гигиеническую оценку окружающей среде человека. Последствия отказа от изучения могут привести к риску вспышки болезни, что недопустимо для современного общества. С этой целью и была выделена целая наука. Охраняющая жизнь и здоровье человека.

При исследовании проб стоит учитывать несколько простых моментов:

• пробы для анализа стоит отбирать с соблюдением необходимых условий и регламентированных указаний для каждого исследуемого объекта, при несоблюдении этих требований есть риск получить неточный результат;
• для получения более точного результата следует отбирать несколько проб из разных участков исследуемого объекта;
• при повторном сборе и исследовании проб можно получить более точный анализ.

В бактериологической лаборатории Испытательного лабораторного центра ФГБУЗ ЦГиЭ № 25 ФМБА России проводятся бактериологические исследования следующих объектов:

1.Пищевые продукты и продовольственное сырье, готовые блюда, продукция общественного питания.

• из центрального водоснабжения;
• из источников централизованного водоснабжения;
• вода в ёмкостях;
• из открытых водоёмов;
• сточная очищенная, ливневая;
• из купально-плавательных бассейнов, аквапарки;
• очищенная из аптек и ЛПУ;
• для гемодиализа.

3. Материалы и продукция медицинского назначения:

• Изделия медицинского назначения, лекарственные формы;
• Бактериологический контроль эффективности паровых и сухожаровых стерилизаторов, дезинфекционных камер.

4. Факторы среды обитания:

• Воздух лечебно-профилактических учреждений и аптек.
• Смывы с объектов внешней среды лечебно-профилактических учреждений и аптек (поверхностей, операционное поле, руки медперсонала, эндоскопы).
• Смывы с объектов предприятий общественного питания.

5. Биологический материал для выделения и идентификации микроорганизмов и возбудителей инфекций: кровь, желчь, мокрота, моча, отделяемое зева, носоглотки, ушей, глаз, ран, цервикального канала, грудное молоко, фекалии.

6. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам.

7. Сыворотка крови: определение антител к сальмонеллам.

Для того чтобы подать заявку на микробиологическое исследование необходимо обратиться в ФГБУЗ ЦГиЭ № 25 ФМБА России. Данной услугой могут воспользоваться как физические, так и юридические лица. Отбор материала для исследований проводят работники группы приема, отбора, регистрации, кодировки образцов (проб) в соответствии с нормативными документами.

Контактное лицо для справок: руководитель ИЛЦ ФГБУЗ ЦГиЭ № 25 ФМБА России — Дьячкова Екатерина Валерьевна телефон 8(383) 240-78-86.

Физиология микроорганизмов изучает жизнедеятельность, метаболизм бактерий, вопросы питания, получения энергии, роста и размножения микробов, а также их взаимодействие с окружающей средой.

Основными компонентами бактериальной клетки являются:

1органические соединение белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды остров которых построен из атомов углерода, в зависимости от источника усвояемого углерода( по типу углеродного питания), бактерии делят на:

Аутотрофы это организмы которые в качестве источника углерода, используют неорганический углерод в виде СО2.

Гетеротрофы, это организмы которые в качестве источника углерода используют готовые органические соединения:

ГЕКСОЗЫ, много атомные спирты, аминокислоты. В свое очередь гетеротрофы делят на :

САПРОФИТЫ и ПАРАЗИТЫ.

САПРОФИТЫ питаются мертвым органическим материалом и независимым от других организмов. Паразиты живут за счет живых тканей, животных и растений. То есть зависимы в получении питательных веществ от макроорганизма. Выделяют облигатные паразиты которые полностью лишены возможности жить вне клеток, и размножаются только внутри клеток макроорганизма( хломидии).

Факультативные паразиты могут жить и размножаться без хозяина. Так же как и САПРОФИТЫ, на питательных средах.

Белки жиры углеводы и нуклеиновые кислоты, являются крупными полимерными молекулами, которые синтезируются из мономеров в реакциях поликонденсации, протекающих с поглощением энергии. Для восполнения своей массы, бактерии требуется источник энергии.

Энергия запасается в бактериальной клетке в форме молекул АТФ.

Микроорганизмы для которых источником энергии является свет называются ФОТОТРОФЫ.

Микробы которые получают энергию за счет окислительно восстановите летных реакций называются ХЕМОТРОФАМИ.

Среди микробов выделяют ЛИТОТРОФЫ, неорганические доноры электронной. H2, NH3, H2S and Fe2+

И ОРГАНОТРОФЫ, которые используют в качестве доноров электронов органические соединения. Бактерии имеющие медицинского значение являются ГЕТЕРО-ХЕМО-ОРГАНО- ТРОФАМИ.

Механизмы питания бактерий.

Питательные вещества из внешней среды, поступают в бактериальную клетку, с помощью двух основных механизмов:

АКТИВНОГО И ПАССИВНОГО ТРАНСПОРТА.

При ПАССИВНОМ переносе вещество проникает в клетку только по градиенту концентрации, без затраты энергии.

Различают две разновидности пассивного переноса, простую и облегченную диффузию.

Простая пассивная диффузия, это не специфическое проникновение веществ в клетку, при котором решающее значение имеет величина молекул и липофильность. Скорость переноса не значительна.

Таким путем в клетку проникает вода, вместе с растворенными в ней различными мелкими молекулами, способными проходить через мелкие поры, мембраны.

Облеченная диффузия характеризуется выраженной субстратной специфичностью и протекает при обязательном участие специфических белков переносчиков. Локализованных в мембране тети белки называются пермиазами. Они распознают и связывают молекулы субстрата, на внешней стороне мембраны и обеспечивают ее перенос через ЦПМ. На внутренней поверхности мембраны, комплекс пермиазы-субстрат диссоциирует. Освободившееся молекула субстрата включается в общий метаболизм клетки, а пермиаза повторяет очередной цикл, переноса своего субстрата. Облегченная диффузия протекает быстрее чем пассивная.

И скорость этого способа переноса зависит от концентрации вещества в наружном слое.

При активном переносе вещество проникает в клетку против градиента концентрации при участии особых связывающих белков. При этом происходит затраты энергии выделяют два типа активного транспорта:

При первом типе активного транспорта небольшие молекулы( аминокислоты и сахара) накачиваются в клетку и создают концентрацию которая в 100-1000 раз больше концентрации этого вещества снаружи.

ТРАНСЛОКАЦИЯ РАДИКАЛОВ второй вид активного переноса. Он обеспечивает включения в клетку некоторых Сахаров( глюкозы и фруктозы) которые в процессе переноса фосфорилируются, то есть химически модифицируются, что осуществляется специальной фосфотрансфиразной системой. Составной частью которой является белок переносит находящийся в активной фосфорилированной форме.

Фосфорилированной белок связывает свободный сахар на наружной поверхности ЦПМ и транспортирует его в ЦИТОПЛАЗМУ, где сахар освобождается в виде фосфата.

Факторы роста. Это соединения необходимые для роста и размножения микроорганизмов. К ним относятся аминокислоты, пуриновые и перемидиновые основания, витамины, органические кислоты и так далее.

Бактерии способные синтезировать факторы роста, и не нуждающейся в их добавлении, называются ПРОТОТРОФАМИ. Бактерии не способные синтезировать факторы роста и не требующие добавления не достающих компонентов в питательные среды называются АУКСОТРОФАМИ.

Нейтрализм (лат. neutralis - не принадлежащий ни тому, ни другому)— взаимоотношения, при которых микроорганизмы, развиваясь в составе одного ценоза, не оказывают друг на друга непосредственного влияния. Косвенная взаимозависимость организмов при этом неизбежна, поскольку они являются элементами одного сообщества.
Конкуренция (лат. сопсиггеге—сталкиваться) — взаимоотношения между организмами одного или разных видов, соревнующихся за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Конкуренция может быть пассивной—потребление ресурсов внешней среды, необходимых обоим организмам или активной—подавление одного другим в результате образования определенных продуктов обмена. В микробиологии понятие конкуренции обычно распространяют лишь на взаимоотношения между микроорганизмами, хотя возможны конкурентные отношения между микро- и макроорганизмами, например почвенные микроорганизмы конкурируют с высшими растениями за элементы минерального питания.
Синтрофия (греч. syn—вместе, trophe—пища, питание)—способность двух или более видов бактерий осуществлять такой процесс, который ни один из них не может осуществлять по отдельности. Синтрофия является частным случаем симбиотических взаимоотношений между бактериями.
Симбиоз (греч. symbiosis—совместная жизнь)—различные формы совместного существования разноименных организмов, составляющих симбиотическую систему. В этих системах один из партнеров или оба, в определенной степени возлагают на другого (или друг на друга) задачу регуляции своих отношений с внешней средой. Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений. Один из партнеров системы или оба вместе приобретают возможность выигрыша в борьбе за существование.
Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов при отсутствии партнера может жить самостоятельно, и облигатным, когда один из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно. По характеру взаимоотношений между партнерами выделяют несколько типов симбиоза: комменсализм, паразитизм и мутуализм.
Комменсализм (лат. com—с, вместе и mensa—стол, трапеза), т. е. сотрапезничество, форма симбиоза, при которой один из партнеров системы (комменсал) возлагает на другого (хозяин) регуляцию своих отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесные отношения. Основой для комменсальных отношений могут быть общее пространство, cyбстрат, кров, пища. Присутствие комменсала для хозяина остается обычно безразличным, т. е. понятие комменсализм сейчас понимается шире, чем сотрапезничество.
Паразитизм (греч. parasitоs—нахлебник)—форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из них (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания (среда 1-го порядка) или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой (среда 2-го порядка). Наблюдается различная степень специализации паразитов (приуроченность к различным органам и тканям) и специфичность паразитов (приуроченность определенного вида паразита к определенным видам хозяина). Считают, что узкая специфичность указывает на давнее происхождение системы. В процессе эволюции паразитической системы наблюдается тенденция к сглаживанию антагонистических отношений между партнерами. Однако даже в самых стабильных системах паразит — хозяин отношения между партнерами построены по принципу неустойчивого равновесия, нарушения которого могут привести к распаду системы и гибели одного или обоих партнеров. Паразиты принимают участие в регуляции численности популяций хозяев, а иногда определяют направленность микроэволюционных процессов. Паразиты подразделяются на облигатные (обязательные) и факультативные (необязательные).
Мутуализм (лат. mutuus—взаимный) - форма симбиоза, при которой отношения между партнерами характеризуются взаимовыгодностью и ни один из них не может существовать без другого.
Хищничество - такое отношение двух групп организмов, при котором одна использует другую в пищу. Примером может служить род Clostridium (патогенные виды), который сначала своими токсинами приводит к гибели животное, а затем использует труп в качестве источника питания.
Антагонизм (rp. antagonisma—спор, борьба) — термин, применяемый к таким взаимоотношениям между микроорганизмами, когда один вид задерживает или полностью подавляет рост другого. Если угнетение взаимно, говорят об аменсализме (лат. а - удаление, отказ и mensa - стол, кушание).
В конкурентной борьбе организмы могут следовать r-стратегии (r—показатель скорости логарифмического роста популяции в нелимитирующей среде) или К - стратегии (К—показатель верхнего предела численности популяции). При обилии пищи r-стратегии быстро размножаются и получают преимущество, но в неблагоприятных условиях быстро отмирают. К-стратегии расходуют больше ресурсов на поддержание жизнеспособности, размножаются медленнее, но зато лучше сохраняются в неблагоприятных условиях. В зависимости от условий получают преимущество организмы, следующие той или иной стратегии, причем имеют значение изменения среды как в пространстве, так и во времени.
Взаимосвязь между микроорганизмами проявляется и при различных инфекционных болезнях животных и человека. Так, гемофильные бактерии проявляют свое патогенное действие в организме в сообществе с различными сапрофитами – стафилококками, кишечной палочкой, что используется в лабораторной диагностике. Тяжесть течения злокачественного отека зависит от присутствия совместно с патогенными клостридиями сапрофитов. Наиболее широко используется человеком антогонистические взаимоотношения между микроорганизмами (антибиотики, пробиотики).
Жизнь организма в сообществе зависит не только от абиотических условий, но и от того, в какие взаимоотношения он вступает с другими организмами.

Свойства возбудителя, способствующие возникновению
инфекции

В ходе эволюционного развития болезнетворные микроорганизмы приспособились к росту в тех или иных тканях хозяина. Высокая степень специфичности, присущая многим микроорганизмам, отражает различия биохимического состава органов. Удалось выявить различие, связанное с эритритолом - предпочтительным источником углерода для нескольких видов рода Brucella, которые вызывают выкидыш у копытных. Эритритол обнаруживается в высокой концентрации только в плаценте копытных, но не в других тканях.
Высокие концентрации железа подавляют образование токсина у Clostridium tetani, хотя и способствуют инвазивности микроорганизма.
При туберкулезе фактором, ограничивающим рост микробов, является доступность соединений железа. И организм, и возбудитель используют для переноса железа в клетки выделяемые ими хелирующие соединения. В результате возникает "битва" за железо, исход которой зависит от силы связывания и концентрации хелирующих агентов, выделяемых организмом и микобактериями туберкулеза. Поэтому введение в организм соединений, снижающих концентрацию свободного железа, защищает животное от туберкулеза.

Патогенность и вирулентность

Потенциальную способность микроорганизма паразитировать в организме животных и вызывать инфекцию (инфекционный процесс) называют патогенностью, болезнетворностью.
Патогенность - качественная характеристика вида, определяемая его генотипом, это потенциальная способность возбудителя вызывать инфекционный процесс. Факторы патогенности связаны со структурными элементами микробной клетки, ее метаболизмом. Они позволяют патогенному микроорганизму не только проникнуть и сохраниться, но и размножиться, распространиться в тканях и органах животного, активно воздействовать на его функции.
Все микроорганизмы - паразиты, очевидно, происходят от свободноживущих сапрофитов, которые использовали для питания мертвые органические остатки.
В мире микроорганизмов можно выделить облигатных паразитов , которые утратили способность к сапрофитическому образу жизни (вируса, некоторые простейшие, риккетсии, микоплазмы, хламидии - внутриклеточные паразиты). У них утрачиваются ферментные системы, и исключается возможность сапрофитного образа жизни.
Другая группа патогенных микроорганизмов - факультативные паразиты (возбудители ботулизма, столбняка, злокачественного отека), способные существовать и даже размножаться во внешней среде. Предполагается, что все известные виды облигатных паразитов прошли этап факультативного паразитизма. Не всегда можно провести четкую грань между сапрофитами и паразитами. При изменении условий среды может измениться обмен веществ; у микроорганизмов вырабатываются адаптивные ферменты, с помощью которых они приспосабливаются к другому типу питания.
Взаимоотношения организма животных и микроорганизмов многих видов (облигатных и факультативных паразитов), прошедшие длительный путь эволюции, продолжают непрерывно изменяться. Изменяются свойства паразита и иммунологическая реактивность их хозяев.
Патогенность, таким образом, является эволюционно закрепленной характеристикой вида. Например, среди обширного рода Bacillus патогенным для млекопитающих является лишь Bacillus anthracis (возбудитель сибирской язвы).
Каждый вид болезнетворных микробов характеризуется специфическим набором факторов патогенности. Этот набор определяет характер патогенного действия, т. е. способность вызывать определенный инфекционный процесс. Например, ящуром болеют парнокопытные, а сапом - однокопытные, кошачьи; инфекционной анемией - лошади, чумой свиней - свиньи. Однако и в пределах вида патогенность микроорганизмов может колебаться.
Степень патогенности, индивидуальная особенность каждого варианта и штамма микроорганизмов называется вирулентностью.
Это качественная характеристика штамма микроорганизмов, характеристика его патогенности для животных определенного вида в определенных неменяющихся условиях. В процессе эволюции болезнетворные микроорганизмы приобрели разнообразные способности проникать в макроорганизм, преодолевая его защитные барьеры, противостоять защитным силам организма, подавлять их и вызывать изменения морфологии и функции клеток, тканей и органов.
Вирулентность какого-либо штамма данного патогенного вида измеряют двумя факторами: токсигенностью (способность продуцировать токсины-вещества, повреждающие ткани) и инвазивностью (способность проникать в ткани организма, размножаться в них и распространяться). Инвазивность и токсигенность имеют собственный генетический контроль в клетке бактерии.
Вирулентность измеряют минимальным количеством микроорганизмов или микрограммов токсина, вызывающих смертельный исход при заражении определенного животного или птицы. Обычно такую величину выражают в виде LD₅₀ , т.е. количеством микроорганизмов или микрограммов токсина, вызывающим гибель 50% подопытных особей.
Некоторые виды патогенных микроорганизмов повреждают организм позвоночного с помощью косвенного механизма, который вступает в действие лишь при условии предварительного контакта с тем же возбудителем или продуктами его жизнедеятельности. Это явление называется повышенной чувствительностью, или аллергией. Термин "аллергия" (allos-другой, ergon-действие) означает изменение. Аллергию следует рассматривать как компонент приобретенного иммунитета. Вещества, вызывающие ее, называют аллергенами.
Аллергией называется состояние повышенной чувствительности организма на повторное внедрение аллергена.

Микробные токсины

Представления о природе микробных токсинов получены благодаря исследованиям патогенных бактерий.
К 1890 г. были обнаружены первые токсины двух патогенных микроорганизмов: Corynebacterium diphtheriae и Clostridium tetani.
В обоих случаях были поставлены одинаковые опыты: бактерию выращивали в культуральной среде in vitro, и стерильный фильтрат, приготовленный из выросшей культуры, вводили опытным животным. Последние погибали, а при их вскрытии обнаруживали изменения органов, характерные для соответствующей естественной инфекции. Эти токсические вещества оказались белками. Поскольку они представляли продукты обмена бактерий и не были связаны с бактериальными клетками, их назвали экзотоксинами. Экзотоксины образуют ряд других патогенных бактерий (возбудитель ботулизма, инфекционной энтеротоксемии, дизентерии и др.), в основном грамположительных. Однако фильтраты, приготовленные из культур многих других патогенных микроорганизмов, не были токсичны. Кипячением бактериальных культур доказано, что клетки почти всех грамотрицательных патогенных бактерий токсичны сами по себе. Более того, такое же токсическое действие оказывают и убитые нагреванием клетки многих патогенных грамотрицательных бактерий. Устойчивые к нагреванию токсины, связанные с клеточной оболочкой грамотрицательных бактерий, назвали эндотоксинами.
Однако для многих патогенных бактерий, в том числе для возбудителя сибирской язвы, эти подходы не позволили обнаружить никаких сколько-нибудь токсичных продуктов. Условия культивирования в лаборатории всегда отличаются от условий в организме зараженного животного. Осознание этого очевидного факта заставило предпринять поиски бактериальных токсинов, образуемых непосредственно в организме инфицированного животного. Эта работа привела к обнаружению специфического экзотоксина у Bacillus anthracis.

Основные свойства токсинов

Экзотоксины

Эндотоксины

Возбудитель столбняка (Clostridium tetani) продуцирует токсин, который путем ретроградного движения по аксонам проникает в ЦНС, где происходит его фиксация ганглиозидами. Токсин усиливает рефлекторную возбудимость в нейронах спинного мозга, подавляя освобождение ингибиторного медиатора в синапсах нейронов. Он также нарушает синаптическую передачу в нервно- мышечном соединении; в результате этих процессов возникают мышечные спазмы.
Токсин возбудителя ботулизма (Clostridium botulinum) блокирует освобождение ацетилхолина в синапсах и нервно-мышечных соединениях, вызывая дисфагию, паралич дыхательной мускулатуры, а также двигательные параличи.
Экзотоксины малоустойчивы к действию света, кислот, щелочей. Большая часть из них белки, разрушающиеся под действием пищеварительных ферментов (исключение составляют токсины возбудителя ботулизма и патогенных стафилококков). Обработанные формалином и теплом (0,3-0,5% при температуре +38…39 0 С) экзотоксины, утратившие патогенные свойства, но сохранившие антигенную активность, называют анатоксинами . Получены анатоксины против столбняка, ботулизма, клостридиозов. Они используются в качестве вакцин.
Токсины Bacillus anthracis представляют собой комплекс из двух или более веществ. Само по себе каждое из них нетоксично, но в результате их взаимодействия в организме возникает токсический эффект.
Некоторые грамположительные бактерии родов Streptococcus, Staphylococcus и других образуют разнообразные цитолитические токсины, вызывающие лизис различных клеток у млекопитающих. Стафилококковый a-токсин приводит к лизису клеток за счет своей лецитиназной активности.
Для понимания патогенеза недостаточно выделить токсичное вещество из патогенной бактерии. Чтобы выяснить, обусловливает ли такое вещество вирулентность, следует показать, что оно вызывает один или несколько симптомов болезни. Кроме того, место действия и эффективная концентрация вещества должны соответствовать таковым при инфекции, возникающей в естественных условиях. Эти требования, имеющие экологическое значение, очень трудно удовлетворить, и полностью они были выполнены лишь в немногих случаях. Часто используют еще два критерия: корреляцию между образованием токсина и вирулентностью у различных штаммов патогенного вида и способность соответствующей антитоксичной сыворотки защищать животных от заболевания.
Гены, определяющие синтез бактериальных экзотоксинов, во многих случаях локализованы в плазмидах или профагах, которые несет бактерия, а не в бактериальной хромосоме. К настоящему времени установлено, что эритрогенный токсин Streptococcus pyogenes, энтеротоксин, a-токсин Staphylococcus aureus и токсин Clostridium botulinum детерминируются генами профага, а ряд токсинов, продуцируемых Escherichia coli,- плазмидными генами.
Во всех случаях утрата профага или плазмиды делает клетку нетоксигенной, а при введении профага или плазмиды в клетку образование токсина восстанавливается.

Механизм действия токсинов

Токсин в целом нарушает постоянство внутренней среды организма путем изменения его метаболических функций. Действие экзотоксинов проявляется в разрушении определенных субклеточных структур или в нарушении определенных клеточных функций: в ряде случаев удалось продемонстрировать действие очищенных токсинов на органоиды чувствительных клеток. Экзотоксины обладают цитотоксическим, пирогенным, антикомплементарным, ингибирующим дыхательную функцию митохондрии действием. Они лизируют эритроциты (род Streptococcus), гидролизуют лейкоциты (Cl.perfringens), вызывают поражения центральной и вегетативной нервных систем (Staphylococcus aureus), нарушают функции органов пищеварения (род Staphylococcus).
Истинные энтеротоксины связываются со специфическими рецепторами мембран чувствительных клеток. Связанный токсин активизирует мембранную аденилатциклазу, что вызывает резкое увеличение концентрации циклического АМФ в клетке. Это, в свою очередь, нарушает регуляторные процессы в клетке и вызывает анормальное повышение скорости переноса электролитов, их утечку из тканей. Вместе с электролитами уходит вода; потеря тканевой жидкости приводит к ацидозу и шоку. Если не восполнить потери жидкости и электролитов, циркулирующих в организме, может наступить смерть.
Экзотоксины вызывают глубокие изменения обмена веществ, что сопровождается интоксикацией. В отличие от химических ядов действие токсинов проявляется после определенного инкубационного периода.
Эндотоксины состоят из трех фрагментов, и по разному действию их можно разделить на липополисахаридную, обладающую пирогенной активностью и токсичностью, и белковую фракции. Последняя не обладает ни той, ни другой активностью, но сообщает всему комплексу антигенные свойства. Очищенные эндотоксины как вирулентных, так и авирулентных энтеробактерий при введении животным вызывают многие патологические явления. Они также вызывают воспаление, которое увеличивает проницаемость капилляров и разрушает клетки. Из разрушенных клеток в свою очередь выделяются воспалительные агенты, которые усугубляют поражения. Эндотоксины, не действуя непосредственно на терморегуляторные центры головного мозга, вызывают освобождение эндогенного пирогенного вещества из полиморфно-ядерных лейкоцитов. Это вещество, химическая природа которого до сих пор неизвестна, вызывает повышение температуры.
Эндотоксины повышают порозность мелких кровеносных сосудов, выход из капилляров и разрушение лейкоцитов с образованием новых пирогенов. Липополисахарид ингибирует дыхательную функцию митохондрий клеток печени и сердца. Антикомплементарное действие эндотоксинов снижает в организме концентрацию основных хемотаксических и опсонирующих факторов.
Эндотоксины продуцируют бруцеллы, сальмонеллы, возбудители туберкулеза, сапа и многие другие в основном грамотрицательные бактерии. Особенно характерны эти яды для семейства кишечных бактерий.
Термостабильные токсические вещества, нарушающие обмен веществ в восприимчивых клетках, обнаружены и у некоторых вирусов.
Эндотоксины энтеробактерий при введении их животным в небольших дозах вызывают временные изменения неспецифической устойчивости к инфекции.

Роль эндотоксина в повышении устойчивости к заражению неспецифична, и механизм этого явления не известен. Такая устойчивость может играть весьма важную роль в природе, поскольку все млекопитающие постоянно подвергаются действию эндотоксинов кишечных бактерий.
В клинических и экспериментальных условиях при введении эндотоксина кишечных бактерий отмечают следующие наиболее выраженные изменения: лихорадка, лейкопения, гипогликемия, гипотония и шок, нарушение кровоснабжения жизненно важных органов, активизация СЗ (компонент комплемента), внутрисосудистый тромбоз и смерть.

Химический состав	Наименование

Ферменты

Некоторые бактерии образуют вещества, которые не обладают токсическим действием, но играют важную роль в инфекционном процессе. Они нарушают целостность определенных тканей, подавляют фагоцитоз и бактериолиз, расщепляют отдельные белки, липидные и полисахаридные комплексы, обусловливая при этом распад клеток и образование таких ядов, как гистамины, триптомины, аммиак. К этим веществам относятся ферменты и агрессины.
Ферменты можно подразделить на группы, способствующие распространению возбудителя в тканях, его закреплению, и группу антифагоцитарного действия. Известно, что внедрению микробов в организм препятствуют полимерные молекулы белка (фибрина), полипептида (коллагена), ДНК лейкоцитов, гликопротеинов и мукополисахаридов. Расщепляя названные субстраты, патогенные бактерии обеспечивают свое диффузное распространение в тканях.
Ядовитые продукты бактерий белковой природы способны избирательно поражать клетки той или иной ткани. Например, токсин возбудителя некробактериоза вызывает распад клеток кожи, Cl.histolyticum лизирует a-клетки поджелудочной железы, отечный токсин возбудителя сибирской язвы вызывает местную воспалительную реакцию.
Некоторые патогенные микроорганизмы выделяют агрессины-полисахариды, подавляющие защитные реакции организма животного, в частности фагоцитоз и бактериолиз. Образование капсулы в организме животного также является важным фактором патогенности бактерий. Капсула защищает бактерии от действия антител, фагоцитоза, способствует их прикреплению к клеткам макроорганизма.
Краткий обзор факторов патогенности позволяет составить общее представление, каким образом микроб может наносить тот или иной вред организму. При этом один вид патогенных микроорганизмов, как правило, образует несколько токсинов. Большое количество различных токсинов образуют клостридии, патогенные кокки, энтеробактерии и др.
Различия в химической структуре этих факторов и в механизме действия затрудняют их систематизацию. Однако в микробиологии ферментативная активность бактерий уже давно служит приемом дифференциальной диагностики отдельных видов микроорганизмов.

Инвазивность

Инвазивность как таковая не является синонимом возникновения болезни. Некоторые возбудители могут широко распространяться в организме, не вызывая каких-либо патологических изменений. Факторы инвазивности облегчают распространение бактерий, защищая их от фагоцитоза и разрушения. Инвазивность является выражением совокупности наследственных биохимических свойств микробов и пока еще до конца не изучена.
К факторам инвазивности относят поверхностные структуры бактерий: капсульные полисахариды, полипептиды, корд-фактор, коагулазу. За счет этих факторов некоторые патогенные микроорганизмы могут длительное время сохраняться в лимфоцитах в не переваренном состоянии. Инвазивность не имеет явной связи с токсигенностью.