Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

Огляд мікробного патогенезу

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3109

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    Після завершення цього розділу ви повинні мати можливість виконувати наступні завдання.

    1. Визначте наступне:
      1. патогенність
      2. вірулентності
      3. фактори вірулентності
      4. інфекція
      5. хвороба
      6. етіологічний засіб
      7. резервуар
      8. зооноз
      9. вектор
      10. портал входу і портал виходу
    2. Порівняйте і контрастну ознаку і симптом.
    3. Перерахуйте чотири вимоги до мікроорганізму, щоб викликати інфекційне захворювання.
    4. Контрастуйте і наведіть приклади прямої і непрямої передачі мікроорганізмів.
    5. Незважаючи на те, що мікроорганізм може вважатися патогенним, він все одно може не бути в змозі викликати захворювання при попаданні в організм. Обговоріть чому.

    У цьому курсі ми розглядаємо різні фундаментальні поняття мікробіології, з особливим акцентом на їх взаємозв'язок зі здоров'ям людини. Загальна мета полягає в тому, щоб краще зрозуміти загальну картину інфекційних захворювань з точки зору взаємодії господаря та інфекційного агента. Бактерії зустрічаються практично в кожному середовищі. Лише відносно небагато бактерій викликають захворювання людини і багато хто приносить користь людині. Наприклад, багато хто є важливими розкладачами, які забезпечують надходження та переробку поживних речовин через екосистеми. Інші мають важливе промислове та фармацевтичне використання.

    Хоча типовий людський організм містить приблизно 10 трильйонів людських клітин, він також містить понад 100 трильйонів бактерій та інших мікробів. Складний взаємовигідний симбіотичний зв'язок між людиною і їх природними мікробами має вирішальне значення для міцного здоров'я. Зараз визнано, що мільйони генів, пов'язаних із нормальною флорою або мікробіотою людського організму - особливо в кишковому тракті - допомагають перетравленню багатьох продуктів, регуляції декількох метаболічних шляхів господаря та регуляції імунного захисту організму. Ці колективні мікробні гени називаються мікробіомом людини. В даний час існує приблизно 3 000 000 - 5 000 000 генів з понад 1000 видів, які складають мікробіом людини порівняно з приблизно 23 000 генами, що складають геном людини. Деякі з цих самих нормальних мікробіоти, однак, також можуть спричинити опортуністичні інфекції, коли вони потрапляють у частини тіла, де вони зазвичай не живуть, або коли організм стає імунопригніченим. Однак у цьому розділі ми зосередимось на бактеріях, які потенційно шкідливі для людини, і спробуємо зрозуміти, які фактори впливають на їх здатність викликати захворювання.

    Добре, погане і потворне

    Більшість бактерій не шкідливі. Насправді лише 10% бактерій є «поганими» або патогенними, тоді як інші 90% «хороших» або нейтральних і є необхідними компонентами для життєдіяльності людини.

    Інфекція проти хвороби

    Патогенність і вірулентність - це терміни, які стосуються здатності організму викликати захворювання. Патогенність - це здатність мікроба викликати захворювання та завдавати шкоди своєму господареві, тоді як вірулентність - це ступінь патогенності всередині групи або виду мікробів, на що вказують показники летальності та/або здатність організму вторгнутися в тканини господаря. Патогенність організму, тобто його здатність викликати захворювання, визначається його факторами вірулентності.

    Як дізналося раніше в розділі Бактеріальна генетика, більшість факторів вірулентності, які дозволяють бактеріям колонізувати організм та/або завдати шкоди організму, є продуктами генів, що чутливі до кворуму. Багато бактерій використовують зондування кворуму, щоб відчути власну щільність населення, спілкуватися один з одним за допомогою секретованих хімічних факторів і поводитися як популяція, а не як окремі бактерії. Це відіграє важливу роль у патогенності та виживанні багатьох бактерій.

    Геноми патогенних бактерій, якщо порівнювати з аналогічними непатогенними видами або штамами, часто показують додаткові гени, що кодують фактори вірулентності, тобто молекули, експресовані та секретовані бактерією, які дозволяють їм колонізувати господаря, ухилятися або пригнічувати імунні реакції господаря, вводити в або з клітини-господаря та/або отримати харчування від господаря. До них відносяться фактори вірулентності, такі як капсули, адгезії, системи секреції 3 типу, інвазії та токсини.

    Ми також дізналися, що більшість генів, які кодують фактори вірулентності у бактерій, розташовані на островах патогенності або ПАІ і зазвичай набуваються шляхом горизонтального перенесення генів. Ці ПАІ можуть розташовуватися в бактеріальної хромосомі, в плазмідах або навіть в геномах бактеріофагів, що потрапили в бактерію. Геноми більшості патогенних бактерій зазвичай містять кілька ПАІ, які можуть становити до 10 - 20% геному бактерії. ПАІ несуть гени, такі як транспоази, інтегрази або послідовності вставки, які дозволяють їм вставляти в бактеріальну ДНК господаря. Гени трансферної РНК (тРНК) часто є цільовим місцем для інтеграції ПАІС. Кон'югативні плазміди є найбільш частим засобом перенесення ПАІ від однієї бактерії до іншої, і передача ПАІ може потім надати вірулентність раніше непатогенної бактерії.

    Інфекція - це коли мікроорганізм утвердився у господаря - колонізував цього господаря - чи не завдає він шкоди чи завдає шкоди. Хвороба, з іншого боку, є порушення функції господаря внаслідок пошкодження або травми. Наприклад, мікроби, що складають нормальну флору або мікробіоту організму, інфікували організм, але вони рідко викликають захворювання, якщо вони не вторгнуться в частину тіла, де вони зазвичай не проживають, та/або господар стає імунітетом. У медицині термін етіологія позначає причини захворювань або патологій. З точки зору інфекційного захворювання етіологічним агентом є мікроорганізм, що викликає це захворювання.

    Терміни ознаки і симптоми часто використовуються при діагностуванні захворювання. Ознака є об'єктивною ознакою якогось медичного факту або характеристики, які можуть бути виявлені медичним працівником під час фізичного огляду. Вони включають в себе такі об'єктивні показання, як артеріальний тиск, дихання, частота, пульс, температура. Симптом - це стан, який відчуває і повідомляється пацієнтом.

    Щоб викликати захворювання, мікроорганізм повинен підтримувати резервуар до і після зараження

    Резервуар інфекційного агента - це середовище проживання, в якому цей мікроб нормально живе, росте і розмножується. Водойми можуть включати людей, тварин та навколишнє середовище. Багато поширених інфекційних захворювань людини мають резервуари людини і передаються від людини до людини без посередників. Приклади включають захворювання, що передаються статевим шляхом, кір, більшість респіраторних збудників та стрептокозу в горлі. Деякі інфекції передаються від тварини до людини, і в цьому випадку інфекція називається зоонозом. Приклади включають сказ, чуму та багато сальмонельозу. Рослини, грунт та вода в навколишньому середовищі також є резервуарами для деяких інфекційних агентів, таких як гістоплазмоз, кокцидіоідомікоз та хвороба легіонерів.

    Щоб викликати захворювання, мікроорганізм повинен покинути водойму і отримати доступ до нового господаря

    Мікроорганізм повинен покинути свій резервуар або господар через те, що називається порталом виходу і передаватися новому господареві. Наприклад, порталом виходу для респіраторних інфекцій зазвичай є рот або ніс; для шлунково-кишкових інфекцій - кал. Режими передачі включають в себе:

    1. Прямий контакт, як через контакт шкіри до шкіри, поцілунки та статевий акт. Приклади включають деякі інфекції золотистого стафілокока, інфекційний мононуклеоз та гонорея.
    2. Прямий контакт крапель, як і у випадку з аерозолями, що виробляються при чханні і кашлі. Приклади включають менінгококові інфекції та коклюш (коклюш).
    3. Непряма передача інфекційного агента з резервуара господареві зваженими частинками повітря, неживими предметами або переносниками.
    4. Повітряно-крапельна передача відбувається, коли інфекційні агенти переносяться пилом або краплями, підвішеними в повітрі. Деякі респіраторні інфекції можуть передаватися таким чином, хоча більшість передаються при контакті з інфекційною слизом.
    5. До неживих предметів належать вода, їжа, кров та фоміти (неживі предмети, такі як іграшки, носові хустки, постільна білизна або одяг). Прикладами є холера, сальмонельоз, лістеріоз, вірусний гепатит).
    6. Такі переносники, як кліщі, комарі та блохи. Приклади включають хворобу Лайма, малярію та лихоманку висипного тифу.

    Спосіб, яким збудник потрапляє в сприйнятливого господаря, називають його порталом проникнення. Наприклад, порталом входу для більшості респіраторних інфекцій є рот або ніс; для шлунково-кишкових інфекцій - рот. Портал входу повинен забезпечувати доступ до тканин з правильною фізико-хімічним середовищем (середовище з належним вмістом кисню, рН, поживних речовин, температурою і т.д.), в якій збудник може розмножуватися.

    Щоб викликати захворювання, мікроорганізм повинен дотримуватися клітин шкіри або слизової оболонки свого нового господаря і колонізувати організм

    Майже кожна частина тіла має механізм вимивання мікробів з організму або з нього, включаючи скидання епітеліальних клітин зі шкіри та слизових оболонок, сечовипускання, дефекацію, кашель і чхання. Якщо мікроорганізми не можуть розмножуватися досить швидко, щоб замінити вимиваються, як у випадку більшої частини нормальної мікробіоти, яка колонізує просвіт кишечника, їм потрібно прилипати до епітеліальних клітин шкіри та слизових оболонок. Крім того, це середовище тіла повинно мати правильні поживні речовини, належну кількість кисню або нестачу кисню, правильний рН та правильну температуру для підтримки росту цього мікроорганізму. Крім того, оскільки організм має чудові механізми імунного захисту, все, що мікроорганізм може зробити, щоб певною мірою протистояти захисним силам організму, також сприятиме колонізації.

    Щоб викликати захворювання, мікроорганізм повинен завдати шкоди або завдати шкоди організму

    Як говорилося вище, інфекція - це просто тоді, коли мікроорганізм утвердився у господаря. Щоб викликати захворювання, цей мікроорганізм (або токсин) повинен завдати шкоди господареві.

    Резюме

    1. Лише порівняно небагато бактерій викликають захворювання людини.
    2. Складний взаємовигідний симбіотичний зв'язок між людиною і їх природними мікробами має вирішальне значення для міцного здоров'я.
    3. Інфекція - це коли мікроорганізм утвердився у господаря - колонізував цього господаря - чи не завдає він шкоди чи завдає шкоди.
    4. Хвороба - це те, де є порушення функції господаря в результаті пошкодження або травми.
    5. Етіологія відноситься до причин захворювань або патологій; з точки зору інфекційного захворювання етіологічним агентом є мікроорганізм, що викликає це захворювання.
    6. Ознака є об'єктивною ознакою якогось медичного факту або характеристики, які можуть бути виявлені медичним працівником під час фізичного обстеження; симптом - це стан, який відчуває і повідомляє пацієнт.
    7. Резервуар інфекційного агента - це середовище проживання, в якому цей мікроб нормально живе, росте і розмножується.
    8. Передача мікроорганізмів при безпосередньому контакті відноситься до передачі такими засобами, як контакт шкіри до шкіри, поцілунки, статевий акт.
    9. Передача мікроорганізмів прямим контактом крапель відноситься до перенесення аерозолями, що утворюються при чханні та кашлі.
    10. Передача мікроорганізмів непрямим контактом відноситься до перенесення зваженими частинками повітря, неживими предметами або переносниками (кліщами, комарами, блохами).
    11. Спосіб потрапляння збудника до сприйнятливого господаря називається його порталом входу; спосіб, яким він залишає свого господаря, є його порталом виходу.
    12. Якщо відносно мало бактерій потрапляє в організм, то природні захисні сили організму від інфекції мають набагато більше шансів видалити їх, перш ніж вони зможуть колонізувати, розмножуватися і завдати шкоди; якщо потрапляє велика кількість бактерій, то захисні сили організму можуть бути не такими успішними.
    13. Людина з хорошою вродженою та адаптивною імунним захистом буде набагато успішніше у видаленні потенційно шкідливих бактерій, ніж людина з ослабленим імунітетом.
    14. Фактори бактеріальної вірулентності впливають на здатність бактерії викликати інфекційне захворювання. До них відносяться фактори вірулентності, які дозволяють бактеріям колонізувати господаря, а також ті, які шкодять або пошкоджують господаря.

    Питання

    Вивчіть матеріал в цьому розділі і потім випишіть відповіді на ці питання. Не варто просто натискати на відповіді і виписувати їх. Це не перевірить ваше розуміння цього підручника.

    1. Визначте патогенність. (ANS)
    2. Визначте вірулентність. (ANS)
    3. Визначте інфекцію. (ANS)
    4. Визначте захворювання. (ANS)
    5. Визначте вектор. (ANS)
    6. Визначте медичну ознаку. (ANS)
    7. Незважаючи на те, що мікроорганізм може вважатися патогенним, він все одно може не бути в змозі викликати захворювання при попаданні в організм. Обговоріть чому. (ANS)
    8. Множинний вибір (ANS)