7.3.1. Микробтардың патогенділік факторлары

Патогенділік факторлар – ол микробтардың инфекциялық процесс қоздыру қабілеттілігін қамтамасыз ететін материалдық заттектер. Патогенділік факторларды зерделеу патогенді микробтардың патогенсіздерден және қабылдағыш макроорганизмнің қабылдамайтыннан қандай айырмашылықтары бар екенін түсінуге мүмкіндік береді. Сапрофиттерге қарағанда патогенді микробтар макроорганизмнің табиғи тосқауылдарын жеңуі және сол организмде тіршілік етуі үшін адгезиялық , колонизациялық және инвазиялық қасиетке ие болуы керек, яғни макроорганизмнің қорғаныс тосқауылдарын бұзып өту, инфекцияның кіру есігінен тысқары жерде макроорганизмнің ішкі ортасына ену және тіндерде таралу, макроорганизмнің жасушасы ішіне ену (пенетрация) қабілеттілігі болу керек. Сонымен қатар агрессивтік, яғни макроорганизмнің қорғаныс факторларымен интерференцияланатын агрессиндердің көмегімен организмнің бейспецификалық және спецификалық реактивтілігін басып тастайтын, соның ішінде фагоцитозға қарсы тұру, қабілеттілігі болу керек.

Макроорганизмде сақталу және өсіп-өніп көбею мағынасын қамтитын «инвазивтік» терминді қазіргі кезде стафилококтар, стрептококтар, псевдомонадалар т.б. жасушадан тыстық паразиттер үшін қолданады. Патогенді микробтар макроорганизмге улық әсер етуі керек. Патогенді микробтар осы функциялардың әр қайсысын, макромолекулалардан тұратын, инфекциялық процестің спецификалығын қамтамасыз ететін патогенділік факторларды сақтаушы арнайы құрылымдардың көмегімен іске асырады. Спецификалық қасиет әсер етуші құрылымдардың өзара комплементарлық принципі бойынша биологиялық тану механизміне негізделген. Адгезиялануды, колонизациялануды және фагоцитоздан қорғануды негізінде микробтардың беткейлік морфологиялық құрылымының құрамына кіретін макромолекулалар іске асырады. Инвазиялық және агрессиялық қасиет негізінде экзоферменттердің, ал улық әсер ету – жұқпалы аурулар кезіндегі спецификалық симптомдардың дамуында жетекші рөл атқаратын, токсиндердің әсер етуімен байланысты. Инфекциялық процестің тиісті сатыларының дамуында бірден бірнеше патогенділік факторлары қатысады.

Адгезиялануды және колонизациялануды қамтамасыз ететін патогенділік факторлар. Патогенді микробтар тері және шырышты қабықтардың бетінде орнығып қалуы үшін макроорганизмнің табиғи қорғаныс тосқауылдарын белсенді түрде жеңіп алуға тырысады. Сондықтан адгезия және колонизациялану – ол инфекциялық процестің алғашқы іске қосылу механизмі. Осындай тосқауылдан (барьерден) өте алмайтын микробтар макроорганизмге парэнтеральды жолмен ену қабілеттігіне ие болған, ол үшін зақымданған эпидермисті немесе қансорғыш бунақаяқты жәндіктердің көмегін пайдаланады. Адгезия спецификалығымен сипатталады, ол микробтардың белгілі ие түрлерінің және макроорганизмнің белгілі жүйелері мен органдарының (органтроптылық) эпителиялық жасушыларына таңдап жабысу қабілеттігімен көрінеді. Тіптен бір органның немесе жүйенің (тыныс алу, ас қорыту, жүйке т.б.) шегінде зақымданудың әр түрлігі (мозаикалығы) байқалады. Адгезияның спецификалығын микробтарда комплементарлық құрылым және макроорганизмде оған сезімтал эукариоттық жасушалардың болуымен байланысты. Жабысуға жауапты микроб құрылымы адгезиндер, немесе лигандтар, ал иенің эукариоттық жасушалардағы құрылымдары – рецепторлар деп аталады. Олардың арасында комплементарлық принцип бойынша лиганд - рецепторлық өзара әсерлесу жүреді. Грам-теріс бактериялардың әр түрлі органеллалары – түктер, қылқыштар, кірпікшелер(фимбриялар) немесе I-типті пилилер адгезиндер түзеді, және де адгезиндер рөлін олардың сыртқы мембранасының негізгі ақуыздары мен полисахаридтері атқарады. Грам-оң бактериялардың кірпікшелері(фимбриялары) жоқ, адгезиндер рөлін олардың беткейлік ақуыздары мен тейхой қышқылдары атқарады. Капсулалы бактерияларда адгезияларға капсулалық полисахаридтер мен полипептидтер қатысады. Микоплазмаларда адгезиндер цитоплазмалық мембрананың бүртікшелерінің құрамына кіреді. (М. Pрneumowiae-ның Р1 белогы), ал вирустарда капсид ақуыздары мен суперкапсид гликопротеиндерінің есебінен іске асады. Шырышты қабықтардың бактериялармен колонизациялануы кезінде адгезиндермен қатар V.cholerae-ның холерогенінің А1 фрагменті, C.diphtheriae-ның дифтериялық токсині, B.pertussis-тің пертуссин токсині және т.б. белгілі рөл атқарады. Терідегі және шырышты қабықтардағы бірігіп әсер ететін әр түрлі биоцидтық және биостатикалық факторларға микробтар қарсы тұра алатын жағдайда ғана адгезиялану және колонизациялану тұрақты болуы мүмкін. Сондықтан шырышты қабықтардың колонизациялану процесінде IgA-протеазалар және бактериялардың антилимфоцитты факторы, бактериоциндер өндірілуі, антиоксиданттар, темір иондары үшін бәсекелестін сидерофорлар маңызды рөл атқарады. Инфекция кіру есігі айналасындағы тері жабындылары мен шырышты қабықтардың колонизациялануы микробтардың дозасымен ғана емес, эпителиялық жасушалар бетіндегі рецепторлардың санымен де байланысты болады. Эпителиялық жасушаларда рецепторлардың саны және құрылысы бір түрдің шегінде де ауытқып отырады, ал кейбір түрлердің өкілдерінде тіптен болмауы мүмкін. Популяциялық деңгейде де, жасушалық-тіндік және ағзалық деңгейлерде де зақымданудың санқилығы (мозаичность) осымен түсіндіріледі. Макроорганизм жасушаларының беткейлік табиғи құрылымдарынан басқа вирустармен индуцирленген антигендер мен жүре пайда пайда болатын рецепторлар-көпіршелер де (альбуминдер, иммундыглобулиндер, фибронектин, комплементтің бірқатар компоненттері және басқа молекулалар) рецептор рөлін атқаруы мүмкін. Олар макроорганизм жасушаларының табиғи рецепторларымен және микробтардың адгезиндерімен өзара әсерлесе алады. Егерде бір жағынан рецепторлар жоқ болса, инфекциялық процесс дамымайды. Бұл қабылдаушы макроорганизмнің қабылдамаушы макроорганизмнен макромолекулалық деңгейде айрықша болатынын көрсетеді. Генетикалық детерминделген рецепторлардың жоқ болуы кейбір микробтарға қарсы табиғи, түрлік (конституционалдық) туа біткен иммунитеттің болуымен байланысты. Екінші жағынан, патогенді микробтардың да патогенсіздерден макромолекулалық деңгейде ерекше болатынын көрсетеді, өйткені рецепторлар бар болғанымен адгезиндері жоқ мутант-микробтар инфекциялық процесс қоздыру қабілеттілігінен айырылады.

Макроорганизмнің жасушаларымен адгезиялану (1-сурет) – таза механикалық өзара әсерлесу емес. Жасуша рецепторларымен адгезиндердің және де секреторлық ақуыздардың тікелей өзара әсерлесуі жасушаның сигналдық жүйесінің белсенділігін арттырады және қабыну цитокиндерінің пайда болуына әкеледі, олар макроорганизмнің жасушасы ішіне сигнал өткізетін интегриндердің жасуша беткейлерінде синтезделуін күшейтеді. Сөйтіп, жасуша ішіне микробтардың енуін қамтамасыз ететін механизм қосылады. Грам-теріс бактериялардың сыртқы мембраналық молекулалары және жасуша ішіне енуге пайдаланылатын басқа адгезиялық молекулалар инвазиндер деп аталады. Фагоциттеуші және де фагоциттемеуші жасушаларға бактериялардың белсенді түрде ену механизмдері бірдей. Олар дәстурлі фагоцитозға шалдыққан микробтарға фагосомалардың антибактериялық белсенділігінен құтылуға мүмкіндік береді.

Микробтардың адгезиялық және колонизациялық факторлары жұқпалы аурулар патогенезінің ең алғашқы басталу сатыларында шешуші рөл атқарады, оны осы ауруларға қарсы профилактикалық препараттар жасау кезінде ескеру қажет.

Инвазивтілікті және агрессивтілікті қамтамасыз ететін патогенділік факторлар(16 - сурет).

Микробтардың макроорганизмде жайылып таралу және оның қорғаныс факторларына қарсы тұру қабілеттілігі микробтар түзетін ферменттермен байланысты, ол әсіресе жасушадан тыстық облигатты паразиттерге тән. Ферменттер әрі жеткілікті, әрі кең жайылып (генерализованно) әсер ете алады. Олар токсиндердің әсерін күшейтіп және де протоксиндерді токсинге айналдырып жасушаларды және тіндердің талшықтарын бұзады. (нейраминидаза және гиалуронидаза) немесе макроорганизм үшін үлы заттар пайда болуы нәтижесінде өздері токсин ретінде әсер етеді. Мысалы, уреаза ферменті мочевинаны аммиак пен көміртек диоксидіне (көмірқышқыл газы) дейін гидролиздейді, немесе ішекте бактериялар түзейтін аминқышқылдарды ыдырататын декарбоксилазалар биогенді улы аминдардың пайда болуына әкеп соғады. Легионеллалардың протеазалары, көкжөтел қоздырғышының аденилатциклазасы т.б. макроорганизмге улық әсер етеді. Бір қатар микробтар эритроциттерді және лейкоциттерді бұзатын ферменттер (гемолизиндер және лейкоцидиндер) өндіреді. Бәлкім, кейбір жағдайларда ферменттер мен токсиндердің айырмашылығы шартты түрде болуы мүмкін, өйткені қазіргі кезде кейбір токсиндердің ферменттік белсенділігі анықталған.

Микробтардың макроорганизмге инвазиялануын және онда сақталуын қамтамасыз ететін ферменттерге жатады:

6. гиалуронидаза, бөтен заттардың енуіне кедергі жасайтын денелер тіннің негізгі кампоненті – гиалурон қышқылын ыдыратады;

7. нейраминидаза (син.: сиалидаза), жасушалардың беткейлік рецепторларының құрамына кіретін сиал қышқылын ыдыратады, соның нәтижесінде жасуша рецепторы микробтардың адгезиндерімен немесе олардың токсиндерімен өзара әсерлесу қабілеттілігіне ие болады. Осы ферменттің көмегімен микробтар макроорганизмнің бірінші тосқауылынан (барьерінен) өтеді. Бұл тосқауыл – шырышты қабықтардың бетін жауып тұратын және құрамында көп мөлшерде сиал қышқылы бар муциндік қабат. Кілегей каллоидтық қасиетін жоғалтады және толық бұзылады, ал шырышты қабықтың эпителиялық жасушалары (қалыпты жағдайда кілегеймен жабылған) колонизациялау үшін қолайлы жағдайға айналады. Бұл фермент микробтардың жасуша ішіне енуіне және олардың жасушааралық кеңістікпен таралуына әсер етеді. Өйткені сиал қышқылы әр түрлі тіндер мен ағзалардың құрамына кіреді. Сонымен, нейраминидаза кең спектрлі әсер етеді;

8. фибринолизин, қабыну процесі кезінде тіндерде пайда болатын фибрин ұйындысын ерітеді. Фибрин ұйындысы қабыну ошағын шектейді және макроорганизмде микробтардың жайылып таралуына кедергі жасайды. Фибриннің еріп кетуі (лизистенуі) микробтардың макроорганизмде инвазиялануына әкеледі;

9. плазмокоагулаза, плазманың коагуляциялануы қабыну ошағындағы микробтар айналасында қапшық (капсула) пайда болуына әкеледі, соның нәтижесінде микроб фагоцитозға және комплементтің әсеріне қарсы тұра алады;

10. ДНК-аза, жасушалар өлген кезде ортаға шығатын ДНК-ы деполимеризациялайды. Ол қоршаған ортаның тұтқырлығының төмендеуіне әкеледі, нәтижесінде тіндерде микробтардың дамуына қолайлы жағдай туындайды;

11. коллагеназа, бұлшық ет талшықтарының коллагенін бұзып, оның құрылым тұрақтылығын төмендетеді;

12. лецитиназа С (фосфолипаза), бұлшық ет талшықтарының, жасушалық мембраналардың т.б. құрамына кіретін лецитинді және басқа фосфоглицеридтерді ыдыратады. Лецитиннің гидролиздік өнімдері макроорганизмге улық әсер етеді.

Микробтардың макроорганизмде инвазиялануына әсер ететін агрессиялық және инвазиялық ферменттер, өзінің агрессивтік және жасушаларды бұзушылық әрекетімен қатар, макроорганизм жасушалары мен тіндерінің ыдырауынан пайда болған микробтардың тіршілік етуіне қажетті төменгі молекулалы өнімдерді дайындап, микробтар үшін трофикалық (қоректік) функциясын атқарады. Ол өз кезегінде жұқпалы ауруларға тән макроорганизмнің жүдеуіне әкеледі. Мысалы, фибринолизин менингококтарға фибрин ұйындысының арасымен таралуына әсерін тигізумен қатар, микробтардың тіршілік етуіне қажетті фибрин ыдырауының өнімі – амин қышқылдармен қамтамасыз етеді. Жұқпалы аурулар кезінде көптеген симптомдардың болуы микробтардың ферменттер өндіруімен түсіндіріледі. Мысалы, стафилококтар қоздырған пневмония кезінде іріңді ошақтардың пайда болуы, обамен ауырған адамдарда қақырықтың сұйықтануы т.б. Жұқпалы аурулардың патогенезінде арнайы ферменттер немесе жүйе ферменттері жетекші рөл атқарады. Мысалы, безгек қоздырғыштарының гемоглобинді бұзатын спецификалық протеазасы, немесе фибринолизин – оба қоздырғышының коагулазалық жүйесі, оба қоздырғышын тасымалдаушы бүргелерде обалық блок түзілуіне, адам организміне еніп оның таралуына әсерін тигізеді, және де гонококтар, олардың шырышты қабыққа адгезиялануына кедергі жасайтын А сыныпты секреторлық иммунды глобулиндерді гидролиздейді т.б. Бір қатар жағдайларда науқасқа ферменттерді тежеуіштерді (ингибиторларды) тағайындау қажеттілігі микробтардың ферменттер өндірушілік қабілеттілігімен түсіндіріледі. Сонымен, микробтардың ферменттері улық әсер етеді, микробтардың инвазиялануына және агрессиялық әсер етуіне көмектеседі, трофикалық (қоректік) функциясын атқарады.

Ферменттерден басқа патогенділік факторлар ретінде микроб талшықтары (қозғалу қызметін атқарады және фагоцитозға кедергі жасайды), және де гетерофильді антигендер (макроорганизмде микробтардың персистенциялануына көмектеседі) маңызды рөл атқарады. Гетерофильді антигендер – ол ұқсас антигендік детерминанттары болатын, бірақ тасушылары (носители) әр түрлі, бірнеше микроб түрлерінің өкілдеріне жалпы ортақ антигендер. Мұндай антигендер оба қоздырғышында және қаны бірінші топқа жататын адамдарда табылған. Оларға мерез қоздырғышының кардиолипидті антигені, В тобына жататын менингококтардың, мидың гликопептидтеріне ұқсас, капсулалық полисахаридті антиген және бірқатар басқа антигендер жатады. Гетерофильді антигендердің болуы арқасында макроорганизм микробтарды бөтен зат ретінде тани алмауы мүмкін, нәтижесінде микробтардың макроорганизмде сақталуына әсерін тигізеді. Осындай антигендердің пайда болуы ақырғы өнімдер биосинтезінің кездейсоқ қайталануы немесе бірнеше түлер өкілдерінің ұзақ уақыт бірге эволюциялық дамуының нәтижесі болып табылады. Бұл құбылыс антигендік мимикрия (ағылшынша: mimicry – тәріздес, ұқсас) деп аталады. Микробтарда осындай антигендердің болуы макроорганизмде аутоиммунды реакциялардың дамуына әсер етеді, өйткені мұндай антигендердің тасушылары (носители) әр түрлі болатындықтан жасушалардың тиым салынған клондары іске қосылады. Макроорганизмнің қорғаныс факторларының әсеріне төзімді антигендік варианттардың пайда болуы микробтардың маңызды қорғаныс механизмі болып табылады. Антигендік варианттардың пайда болып қалыптасуы иенің бір организмде де (безгек, эидемиялық және эпидемиялық қайталама сүзек, трипаносомоз т.б. қоздырғыштарына тән) және популяциялық деңгейде де (А типті тұмау вирусына тән) атқарылуы мүмкін.

Антифагоцитарлық белсенділігі бар патогенділік факторлары. Фагоциттерге қарсы белсенділігі бар бактериялар мен басқа да микробтардың маңызды патогенділік факторланына капсулалар, микрокапсулалар, шырышты қаптамалар және олардың құрамына кіретін антигендер жатады. Олар микробтардың беткейлік құрылымдарын көлеңкелеп механикалық тосқауыл рөлін атқарады. Бұл құрылымдар, микробтардың молекуласын танушы және оларды фагоциттеуші жасушалармен байланыстыратын лигандтар рөлін орындаушы опсониндермен өзара әсерлесіп, және де фагоциттеуші жасушалардың рецепторларымен тікелей әрекеттесіп микробтарды тануға және оларды қоршап жұтуға кедергі жасайды. Капсулалық заттар микробтарды лизосомальдық ферменттердің және фагоциттеуші жасушалардың асқынтотықтық радикалдарынан қоғайды. Капсула және кілегейдің микробтардың сыртынан жеңіл ажырауы фагоциттеуші жасушалардың рецепторларымен жалған байланысуға әкеледі. Микробтардың капсулалық варианнтары, әдетте , олардың капсуласыз варианттарына қарағанда ауыр түрде өтетін кесел қоздырады. Эшерихияларда, шигелла және салмонеллаларда –К-антигендердің, іш сүзек қоздырғышында – Ви-антигеннің, туберкулез қоздырғышында- cord-фактордың, күйдіргі қоздырғышында – полипептидтік капсуланың т.б. патогенділік факторлары ретінде рөл атқаратыны белгілі.

Микробтар фагоцитоздың барлық сатысында фагоциттеуші белсенділігін басып тастай алады. Микробтардың фагоциттерге қарсы әсер ету қасиеті тек қана оларда капсула, микрокапсула және шырышты қаптамалардың болуымен емес және де микробтардың басқа да қасиеттерімен байланысты: фагоциттеуші жасушалардың хемотаксисін басып тастайтын, хемоаттрактанттар мен фагоциттеуші жасушаларды бұзатын заттар шығарады; лизосоманың фагосомамен бірігуіне кедергі жасап, жасушаішілік қорытылуға қарсы тұрады; оттегі тәуелді киллерлік тиімділік беретін асқын тотық радикалдарының белсенділігін жоятын ферменттер түзеді; лизосомальдық ферменттерге төзімділік пайда болады; фаголизосомалардың (листериолизин, сальмолизин, шигеллалардың контакттық гемолизині) лизистенуін туғызатын заттар бөліп шығарады; фаголизосомаларды тастап кетеді; фагоциттеуші жасушалардың апоптозын индуцирлейді. Екінші жағынан, жасушаішілік облигатты паразиттер хемотаксисті күшейтетін (N-формильді және сол тәріздес пептидтер) және жасушалардың фагоциттеуші белсенділігін арттыратын заттар шығарады, ол микробтардың жасуша ішіне енуін жеңілдетеді. Сонымен, микробтардың жасушаішілік тіршілік ету және аяқталмаған фагоцитоздың механизмдері әр алуан.

Егерде туберкулез қоздырғыштары лизосоманың фагосомамен қосылуына кедергі жасайтын фосфатидтер өндіретін болса, алапес қоздырғышы жасуша қабатының құрылысының ерекшелігі есебінен фаголизосомада тіршілігін сақтай алады, легионеллалар – метаболизмдік серпілісті басып тастайды, ал трипаносомалар – жасушаның цитоплазмасына шығып, фаголизосоманы тастап кетеді т.б.

Эндоцитобиоз микробтардың макроорганизмде сақталуына, олардың организм денесінде таралуына әсер етеді, иммунды жүйенің қорғаныс факторлары үшін микробтарды танымайтындай және қол жетпейтіндей (недоступный) етеді. Микробтардың фагоциттеуші жасушаларда сақталу және көбею, және де макроорганизмде таралу қабілеттілігі «трояндық ат – троянский конь» механизмі деген атқа ие болды. Инфекцияның кіру есігінен өтіп қанға түскен микробтар комплементтің және қандағы басқа да микробоцидты факторлардың (антиденелер, лизоцим, β-лизиндер т.б.) әсеріне ұшырамауы керек. Мысалы, олардың антикомплементарлық белсенділігі болу қажет. Бір жағдайда ол ең алдымен альтернативті жолмен комплементтің белсенділуіне кедергі жасайтын капсуласының болуымен іске асады. Басқа жағдайда қанға түскен микробтар жасуша ішінде немесе плазмокоагулаза ферментінің әсерінен пайда болған тамыр қатпасының (тромбының) ішінде қалып сақталады. Қанда сақталудың бұл тәсілі микробтардың потенциалды патогенділігін іске асыруға қосымша мүмкіндіктер береді.

Адгезиндер, ферменттер, агрессиндер, соның ішінде фагоцитозға кедергі жасайтын факторлардан басқа микробтардың токсиндері (грек: toxikon) маңызды рөл атқарады, олар жұқпалы аурулар кезінде улану симптомдарының дамуына әсер етіп, ауру патогенезінде жетекші рөл атқарады.