24. Механизмы ускользания бактерий от иммунных реакций организма.
нейтрализация лизоцима, инактиввация оксидантов,
продуцируют сидерофоры, конкурируют с лактоферрином за ионы железа,
Helicobacter pylori нейтрализует кислую среду благодаря уреазной активности,
противодействие фагоцитозу, эффектам комплемента,
антигенная изменчивость вирусов,
Механизмы ускользания бактерий и вирусов от иммунных реакций организма. Чтобы закрепиться и размножиться в той или иной среде организма, бактерии должны выстоять против биоцидных и биостатических факторов, которые в разных количествах и сочетаниях представлены в секретах мукоидного тракта. Фактически, патогенные микробы патогенны именно благодаря своей способности обходить в известной мере механизмы защиты организма от инфекции.
Среди паразитов слизистых оболочек распространена способность к продукции IgA-протеаз, которые расщепляют IgA-антитела, лишая их антиадгезивного эффекта. Многие бактерии нейтрализуют лизоцим, инактивируют оксиданты и другие потенциально вредные начала, продуцируют сидерофоры, конкурируют с лактоферрином за ионы железа. Удивительной стойкостью обладает Helicobacter pylori: он активно персистирует в желудке, нейтрализуя вокруг себя кислую среду благодаря высокой уреазной активности.
Размножаясь в организме, микробы должны противостоять фагоцитозу. Бактерии оказывают сопротивление на всех этапах фагоцитоза. Находясь внутри клеток, микробы не подвергаются действию антител, лизоцима, комплемента и других факторов защиты. В то же время клетки, фагоцитирующие микробы, могут мигрировать, способствуя распространению микробов по организму. Выживание фагоцитированных микроорганизмов могут обеспечить различные механизмы. Одни патогенные агенты способны препятствовать слиянию лизосом с фагосомами (токсоплазмы, микобактерии туберкулеза). Другие обладают устойчивостью к действию лизосомных ферментов (гонококки, стафилококки, стрептококки группы А и др.), третьи после эндоцитоза покидают фагосому, избегая действие микробицидных факторов (риккетсии и др.). К веществам с антифагоцитарной активностью относятся капсульные полисахариды и полипептиды микробов, К- и Vi-антигены, входящие в состав микрокапсул энтеробактерий; кордфактор, возбудителей туберкулеза; слизистое вещество Pseudomonas aerugenosa, М-протеин β-гемолитических стрептококков группы А, А-протеин стафилококков и другие структуры микробных клеток. Все они так или иначе создают механический барьер, экранирующий области связывания микробов с рецепторами фагоцитирующих клеток, т.е. препятствующий фагоцитозу. Антифагоцитарные свойства микробов обусловлены также образованием ими веществ, подавляющих хемотаксис фагоцитов; способных вызывать лизис фагоцитирующих клеток (лейкоцидины); образовывать каталазу и супероксиддисмутазу, которые препятствуют действию перекисных радикалов фагоцитирующих клеток и т.д. Все это препятствует фагоцитозу или делает его незавершенным.
Ряд микроорганизмов могут противодействовать эффектам комплемента. Так, грамотрицательные бактерии в наружном слое клеточной стенки имеют ЛПС с длинными О-специфическими боковыми полисахаридными цепями, выступающими из мембраны наружу. Они эффективно активируют комплемент, но локализуют МАК на таком удалении от ЦПМ, что опсонизация и лизис невозможны.
Ряд микроорганизмов устойчивы к действию комплемента за счет присутствия на их поверхности молекул, препятствующих альтернативной активации комплемента. Микроорганизмы могут экспрессировать молекулы, подавляющие активацию комплемента (белок А стафилококка).
В развитии инфекционного процесса определенную роль может играть антигенная мимикрия (от англ. mimicry – подобный), т.е. сходство антигенных детерминант у микроба и организма хозяина, в результате чего микроб не распознается иммунной системой как чужеродный, что способствует его сохранению (персистенции) в организме. Другим механизмом, позволяющим микробам «уходить» от действия специфических факторов иммунной системы, является их способность в процессе размножения в организме изменять свою антигенную структуру (возбудители малярии, трипаносомы, боррелии и др.).
Вирусы также обладают разнообразными свойствами защиты от иммунной системы. Наиболее эффективно этому служит антигенная изменчивость, характерная для многих вирусов (гриппа, ВИЧ, ящура и др.). Гуморальный иммунитет к этим вирусным инфекциям сохраняется лишь до появления нового сероварианта возбудителя, что не позволяет рассчитывать на долговременный эффект вакцинации. Некоторые вирусы используют связанные с клеточными мембранами компоненты комплемента в качестве рецепторов для усиления проникновения в клетку. Такие вирусы как ВЭБ и аденовирусы способны противодействовать эффекту интерферона, другие обладаю генами, кодирующими синтез белков – аналогов цитокинов или цитокиновых рецепторов.
Источник
Механизмы уклонение бактерий от иммунной защиты
Микробы выработали различные способы уклонения от защитных механизмов человека.
Так, некоторые бактерии (например, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis) для избегания нейтрализующего действия секреторного IgА вырабатывают протеазы, способные разрушать молекулы иммуноглобулина на отдельные компоненты (Fab- и Fc-фрагменты), не способные к их агглютинации. Кроме того, N. gonorrhoeae для уклонения от нейтрализующего действия антител изменяют антигенные свойства пилей. Это происходит в результате генетических перестроек в локусе, контролирующем последовательность аминокислот в белке пилина, являющегося основным компонентом пилий. Локус пилина состоит из одного или двух экспрессированных генов и 10-20 «молчащих» генов. Каждый ген в своем составе содержит шесть областей, названных миникассетами (minicassettes). Изменение свойств и поверхностных характеристик пилина является результатом генетической конверсии, во время которой одна или более миникассет из молчащих генов заменяет миникассету экспрессированного гена.
Защитные механизмы человека и способы уклонения бактерий от их действия
| Инфекционный процесс | Способы защиты организма | Способ уклонения бактерий от защитных сил организма |
| Прикрепление к клеткам хозяина | Блокирование этого процесса с помощью секреторного IgA | Секреция протеаз, которые разрушают секреторный IgА influenzae) |
| фагоцитоз (полисахаридная капсула, М-белок, фибриновая оболочка). Индукция апоптоза макрофагов (Shigella flexneri) Затруднение встраивания МАК в клеточную стенку из-за длинных боковых цепей молекул ЛПС (некоторые грам- отрицательныебактерии) | ||
| Проникновение в ткани организма | Агглютинация с помощью антител | Секреция эластазы, способной инактивировать С3а и С3b(Pseudomonas) |
| Повреждение клеток токсином | Нейтрализация токсина антителами | Продукция гиалуронидазы, которая повышает инвазивность бактерий и облегчает диффузию токсина в тканях |
Ряд бактерий для уклонения от защитных сил организма формируют поверхностные структуры, затрудняющие процесс фагоцитоза. Классическим примером такого способа уклонения является Streptococcus pneumoniae, которые содержат полисахаридную капсулу, предотвращающую их фагоцитоз. Другой микроб – Streptococcus pyogenes избегает фагоцитоза благодаря наличию в его капсуле М-протеина, способного блокировать аттракцию микроба к фагоциту и его эндоцитоз. Некоторые патогенные стафилококки создают вокруг себя защитную оболочку из белков хозяина. Секретируя фермент коагулазу, они индуцируют превращение фибриногена сыворотки в фибрин на своей поверхности, тем самым формируя вокруг себя защитный фибриновый слой.
Другим бактериям помогают выжить в организме человека нарушение работы системы комплемента. Так, наличие у некоторых грамотрицательных бактерий в составе ЛПС-комплекса клеточной стенки длинных боковых ответвлений молекулы липида А затрудняет встраивание мембраноатакующего комплекса, тем самым защищая их от комплемент-зависимого лизиса. Микроб Pseudomonas aeruginosa секретирует фермент эластазу, который инактивирует С3а и С5а, таким образом уменьшая локальную воспалительную реакцию и хемотаксис клеток, а также приток защитных антител.
Ряд бактерий для избегания защитных механизмов организма приспособились к обитанию внутри клеток. Для уклонения от внутриклеточного киллинга они используют самые разнообразные приемы. Listeria monocytogenes выходит из фаголизосомы в цитоплазму фагоцита, где она становится недоступной действию бактерицидных систем клетки. Mycobacterium avium блокирует слияние лизосомы с фагосомой, что позволяет ей избегать воздействия лизосомных бактерицидных факторов. Некоторые микобактерии проявляют высокую устойчивость к действию кислородзависимых механизмов разрушения микробных клеток. Ряд бактерий продуцирует токсины, которые убивают фагоциты либо оказывают подавляющее действие на их функциональную активность.
Источник
Механизмы ускользания бактерий от иммунных реакций организма
Так, некоторые бактерии (например, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis) для избегания нейтрализующего действия секреторного IgА вырабатывают протеазы, способные разрушать молекулы иммуноглобулина на отдельные компоненты (Fab- и Fc-фрагменты), не способные к их агглютинации. Кроме того, N. gonorrhoeae для уклонения от нейтрализующего действия антител изменяют антигенные свойства пилей. Это происходит в результате генетических перестроек в локусе, контролирующем последовательность аминокислот в белке пилина, являющегося основным компонентом пилий. Локус пилина состоит из одного или двух экспрессированных генов и 10-20 «молчащих» генов. Каждый ген в своем составе содержит шесть областей, названных миникассетами (minicassettes). Изменение свойств и поверхностных характеристик пилина является результатом генетической конверсии, во время которой одна или более миникассет из молчащих генов заменяет миникассету экспрессированного гена. Ряд бактерий для уклонения от защитных сил организма формируют поверхностные структуры, затрудняющие процесс фагоцитоза. Классическим примером такого способа уклонения является Streptococcus pneumoniae, которые содержат полисахаридную капсулу, предотвращающую их фагоцитоз. Другой микроб – Streptococcus pyogenes избегает фагоцитоза благодаря наличию в его капсуле М-протеина, способного блокировать аттракцию микроба к фагоциту и его эндоцитоз. Некоторые патогенные стафилококки создают вокруг себя защитную оболочку из белков хозяина. Секретируя фермент коагулазу, они индуцируют превращение фибриногена сыворотки в фибрин на своей поверхности, тем самым формируя вокруг себя защитный фибриновый слой.
Другим бактериям помогают выжить в организме человека нарушение работы системы комплемента. Так, наличие у некоторых грамотрицательных бактерий в составе ЛПС-комплекса клеточной стенки длинных боковых ответвлений молекулы липида А затрудняет встраивание мембраноатакующего комплекса, тем самым защищая их от комплемент-зависимого лизиса. Микроб Pseudomonas aeruginosa секретирует фермент эластазу, который инактивирует С3а и С5а, таким образом уменьшая локальную воспалительную реакцию и хемотаксис клеток, а также приток защитных антител.
Другим бактериям помогают выжить в организме человека нарушение работы системы комплемента. Так, наличие у некоторых грамотрицательных бактерий в составе ЛПС-комплекса клеточной стенки длинных боковых ответвлений молекулы липида А затрудняет встраивание мембраноатакующего комплекса, тем самым защищая их от комплемент-зависимого лизиса. Микроб Pseudomonas aeruginosa секретирует фермент эластазу, который инактивирует С3а и С5а, таким образом уменьшая локальную воспалительную реакцию и хемотаксис клеток, а также приток защитных антител.
Источник
Механизмы уклонения бактерий от иммунной защиты
Известно, что бактерии будут продолжать существовать в организме хозяина при условии, если иммунные реакции убивают их с меньшей скоростью, чем та скорость, с которой они размножаются. Установлено, что полное подавление иммунной защиты (т. е. наличие полного иммунодефицита) не является необходимым условием для пролонгирования инфекции; достаточно уклонения бактерий от иммунных реакций, либо подавления последних под влиянием различных механизмов, которые выработаны бактериями в процессе эволюции. Детерминантами вирулентности у бактерий являются структуры, обеспечивающие их успешное прилипание к слизистым поверхностям, пенетрацию, рост, подавление защиты хозяина, а также повреждение тканей. Детерминанты, ингибирующие защиту хозяина, так называемые “аггрессины”, важны для длительного выживания: например полисахаридные антигены пневмококков и менингококков могут ингибировать поглощение бактерий фагоцитами. Многие аггрессины являются антигенами, следовательно, нормальный иммунный ответ должен устранить их действие на защиту хозяина.
Об изменчивости антигенов мы уже писали в разделе о вирусах; известен этот механизм также при некоторых бактериальных инфекциях. Например, у инфицированных укусом клеща развивается эпидемический возвратный тиф вследствие размножения Borrelia reccurentis. Примерно через неделю выработавшиеся антитела разрушают бактерии и лихорадка исчезает. Однако при этом формируются антигенные варианты Borrelia reccurentis, отличающиеся от первичного возбудителя. Это приводит к тому, что через 5-7 дней развивается рецидив болезни. Антитела к этим новым вариантам устраняют бактерии и лихорадку, затем вновь возникают очередные варианты антигенов. Такой цикл повторяется 5-10 раз, пока болезнь будет подавлена окончательно.
Некоторые бактерии, инфицирующие поверхность слизистых оболочек, обладают протеазами, которые гидролизируют IgA антитело: к ним относятся Neisseria gonorrheae, N. meningitidis, Haemophilis influenzae, Streptococcus pneumoniae. Другие (например, некоторые стафилококки) продуцируют энзимы (например, каталаза), которые предохраняют их от гибели внутри фагоцитарных клеток.
Бактерии могут выживать, заселяя нефагоцитирующие клетки, где они не подвергаются воздействию иммунных факторов. Примером может служить пребывание Salmonella typhi в рубцовых, бессосудистых областях желчного и мочевого пузырей. Следует помнить, что при нарушении киллерных механизмов макрофагов, поглощенные ими бактерии могут продолжать жить в них в течение длительного периода, будучи недоступными для других защитных механизмов хозяина. Это характерно для персистирующей хламидийной инфекции.
Внутриклеточное выживание в макрофагах наблюдается также при таких хронических заболеваниях, как туберкулез, лепра, бруцеллез, нокардиоз.
Образование L-форм бактерий имеет место при хроническом носительстве многих бактерий, включая стрептококки, бруцеллу, гонококки и микобактерии. L-формы остаются живыми после лечения антибиотиками и обеспечивают источник для вирулентных, нормальных форм бактерий после прекращения лечения препаратом.
Источник
