Faktor utama patogenisitas mikroorganisme. Metode untuk menentukan faktor patogenisitas mikroorganisme Faktor patogenisitas molekul mikroorganisme meliputi

agen penyebab penyakit menular dan faktor patogenisitasnya

Patogenisitas adalah suatu sifat genetik, suatu ciri kualitatif suatu spesies, yang ditetapkan dalam alat keturunannya (kromosom). Kebanyakan patogen memang demikian obligat patogen: kemampuan mereka untuk menyebabkan proses infeksi merupakan karakteristik spesies yang konstan.

Ada juga mikroorganisme yang menyebabkan proses infeksi hanya dalam kondisi tertentu. Bagi mereka, istilah yang tidak sepenuhnya tepat telah mengakar dalam sains - bersifat fakultatif (bersyarat) patogen mikroorganisme.

Efek patogenik dicirikan oleh kekhususan: setiap jenis mikroorganisme patogen, ketika memasuki tubuh dalam jumlah yang cukup untuk infeksi - dosis infeksius - menyebabkan infeksi spesifik (dengan apa yang disebut monoinfeksi klasik). Kekhususan ini sangat ketat, oleh karena itu klasifikasi penyakit didasarkan pada prinsip: 1 patogen - 1 penyakit.

Pada saat yang sama, dalam kelompok berbeda dari jenis mikroorganisme yang sama (strain atau serotipe), di bawah pengaruh berbagai faktor, patogenisitas dapat sangat bervariasi.

Keracunan - derajat, atau ukuran, patogenisitas; adalah fenotipik, karakteristik individu dari suatu strain, yang dapat bervariasi secara signifikan - bertambah, berkurang, atau hilang sama sekali (avirulensi).

Faktor patogenisitas. Setiap mikroorganisme patogen dicirikan oleh serangkaian faktor patogenisitas tertentu, yang sangat beragam. Pertama-tama, perlu diperhatikan sifat invasif(agresivitas) - kemampuan mikroorganisme untuk menembus penghalang alami dan berkembang biak di jaringan dan toksikogenisitas - kemampuan mengeluarkan racun (racun). Faktor patogenisitas juga meliputi:

eksotoksin- racun biologis dan kimia paling kuat yang diketahui; dilepaskan ke lingkungan, bersifat termolabil (stabil rendah), bertindak lambat; adalah protein yang biasanya diproduksi oleh bakteri gram positif (staphylococci, streptococci, clostridia);

endotoksin - terutama lipopolisakarida yang diproduksi oleh bakteri gram negatif (brucella, salmonella, mycobacteria); sangat terkait dengan sel bakteri (dilepaskan saat dihancurkan), termostabil, dan bertindak cepat;

enzim (enzim)- hyaluronidase, fibrinolysin, koagulase, kolagenase, streptokinase, lesitinase, deoksiribonuklease, protease, dekarboksilase, dll.; bertindak sangat selektif, mereka memiliki sifat faktor distribusi (permeabilitas, invasif);

polisakarida(Antigen O) - antigen somatik (amplop) dari beberapa bakteri gram negatif (Escherichia, Salmonella, Brucella);

antigen permukaan dan adhesi- Antigen O-, H- dan K dari Escherichia, Salmonella, dll; struktur nukleoprotein dan selubung virion(untuk virus); Dan kemampuan untuk membentuk kapsul(ditemukan di sejumlah mikroorganisme).

Perkembangan proses infeksi ditentukan oleh tindakan umum dan lokal spesifik dari patogen dan kompleksnya respons makroorganisme. Mekanisme penetrasi patogen ke dalam tubuh (infeksi) sangat penting dalam proses infeksi tubuh dan reproduksi patogen di dalamnya.

Gerbang infeksi - ini adalah tempat penetrasi patogen ke dalam organ dan jaringan hewan.

PENTINGNYA MIKRO DAN MAKRORGANISME DALAM PEMBENTUKAN INFEKSI

derajat) mampu menyebabkan penyakit menular pada hewan.

Faktor etiologi (agen etiologi) penyakit menular - mikroorganisme patogen, juga disebut agen penyebab penyakit.

Luasnya spektrum patogen mikroorganisme (kemampuan menyebabkan penyakit pada satu, beberapa atau banyak spesies hewan) dapat sangat bervariasi.

Patogen yang bersifat patogen terhadap suatu spesies hewan disebut monofag(virus demam babi, cacar domba, anemia menular kuda, myxomatosis kelinci, dll.); patogen patogen bagi banyak spesies - polifag(virus rabies, patogen TBC, brucellosis, salmonellosis, colibacillosis, dll).

Terjadinya, perjalanan dan bentuk infeksi tidak hanya bergantung pada virulensi dan jumlah mikroorganisme yang masuk ke dalam tubuh, tetapi juga pada kerentanan atau resistensi tubuh hewan.

Kerentanan tubuh - kemampuan hewan untuk tertular dan terserang penyakit menular.

Kerentanan ditentukan secara genetik pada tingkat spesies hewan (misalnya: glander, myt, anemia menular pada kuda, myxomatosis kelinci, pleuropneumonia menular pada kambing, penyakit Newcastle pada burung, dll.). Kerentanan hewan terhadap penyakit menular terutama dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.

Faktor lingkungan

- pemicu stres(iritan luar biasa): kimia, pakan, traumatis, transportasi, teknologi, biologis (penyakit, pengobatan), otologis (perilaku), dll. kelaparan(total, protein, mineral, vitamin) pendinginan atau radiasi pengion yang terlalu panas.

Faktor lingkungan internal

Dengan demikian, kerentanan tubuh hewan dan pengaruh faktor lingkungan eksternal dan internal yang merugikan menjadi prasyarat terjadinya suatu penyakit menular, namun keberadaan patogen dan hewan yang rentan tidak selalu mengarah pada berkembangnya penyakit. suatu penyakit menular.

JENIS INFEKSI

Ada banyak jenis infeksi. Mereka diklasifikasikan berdasarkan jenis patogen, cara penetrasi ke dalam tubuh, lokasi sumber infeksi, dll.

Klasifikasi infeksi

Fitur klasifikasi Jenis infeksi

Jalur penetrasi patogen Eksogen

tubuh ke dalam tubuh Endogen (autoinfeksi)

Kriptogenik

Cara Penularannya Alami (spontan)

Buatan (eksperimental)

Distribusi patogen Lokal (fokal)

di tubuh Daerah

Digeneralisasikan

Jumlah patogen Sederhana (monoinfeksi)

Campuran (asosiatif)

Bentuk manifestasinya Eksplisit

Tersembunyi (tanpa gejala)

Subinfeksi

Infeksi ulang

Sekunder (sekunder)

Superinfeksi

Kelompok patogen Virus

Bakteri (aerobik, anaerobik, purulen)

Klamidia

mikoplasma

Rickettsial

Mekanisme Penularan Pencernaan (pakan)

Pernafasan (aerogenik)

Tanah

Kontak

Transmisif

Pada infeksi eksogen patogen masuk ke dalam tubuh dari luar; pada endogen - Patogen (biasanya mikroorganisme oportunistik) terletak di organ dan jaringan dan, ketika daya tahan tubuh melemah, akan menyebabkan penyakit. TENTANG infeksi kriptogenik kata mereka jika sumber infeksi pada tubuh tidak dapat ditentukan.

Infeksi alami muncul secara mandiri; palsu mungkin disebabkan oleh campur tangan manusia.

Infeksi lokal terlokalisasi di area tubuh yang terbatas, regional- di organ, wilayah tertentu, dan di kelenjar getah bening yang mengontrol organ atau wilayah tersebut; digeneralisasikan ditandai dengan penyebaran patogen ke seluruh tubuh.

Jenis infeksi umum berikut ini dibedakan:

bakteremia (viremia) - mikroorganisme menembus darah dan menyebar melaluinya, tetapi tidak berkembang biak (tuberkulosis, brucellosis, anemia infeksi kuda, demam babi);

septikemia (sepsis) - mikroorganisme berkembang biak di dalam darah dan kemudian menyebar ke organ dan jaringan tubuh;

piaemia ditandai dengan pembentukan fokus purulen sekunder yang menyebar melalui saluran limfatik;

Septikopiemia merupakan kombinasi dari septikemia dan piaemia.

Infeksi sederhana mungkin disebabkan oleh satu patogen; Campuran- dua atau lebih patogen (tuberkulosis + brucellosis, rhinotracheitis + parainfluenza-3, salmonellosis + klamidia).

Infeksi terang-terangan diwujudkan dengan tanda-tanda eksternal; tersembunyi tidak muncul secara eksternal; pada subinfeksi Patogen memasuki tubuh hewan dengan dosis yang lebih rendah daripada dosis infeksi, dan kemudian dengan cepat mati atau dihilangkan dari tubuh. Infeksi ulang - ini adalah infeksi ulang setelah sembuh total dengan jenis patogen yang sama; terjadi tanpa adanya kekebalan (misalnya: disentri babi, busuk kaki, nekrobakteriosis, TBC). Infeksi sekunder berkembang dengan latar belakang yang pertama - yang utama (misalnya, pasteurellosis dan salmonellosis dengan latar belakang demam babi; streptokokus dengan latar belakang distemper anjing atau flu kuda); superinfeksi - Ini adalah infeksi ulang tubuh dengan patogen yang sama (infeksi dengan latar belakang yang sudah ada) sampai pemulihan dan pelepasan patogen yang masuk pada infeksi awal.

DINAMIKA PENYAKIT MENULAR, ALASAN DAN BENTUK MANIFESTASINYA

Penyakit menular dicirikan oleh siklus tertentu, atau periodisitas (tahapan), yang dimanifestasikan oleh perubahan periode yang berurutan (Gbr. 3).

Periode pertama - inkubasi, atau tersembunyi (IP) - berlangsung dari saat patogen menembus organ dan jaringan hingga munculnya tanda klinis pertama yang belum jelas (dan dalam kasus infeksi laten - hingga munculnya hasil studi diagnostik yang positif). Ini merupakan indikator epidemiologi yang penting. IP merupakan karakteristik dari semua penyakit menular, namun durasinya sangat bervariasi: dari beberapa jam dan hari (antraks, penyakit mulut dan kuku, botulisme, influenza, wabah penyakit) hingga beberapa bulan dan tahun (tuberkulosis, brucellosis, leukemia, penyakit lambat dan prion). infeksi). IP bisa berbeda meski untuk penyakit yang sama. Untuk sebagian besar penyakit menular, masa latennya adalah 1...2 minggu. Paling sering, hewan di IP bukan merupakan sumber aktif patogen, tetapi dalam beberapa kasus (rabies, penyakit mulut dan kuku, paratuberkulosis), patogen dapat dilepaskan ke lingkungan luar selama periode yang ditentukan.

Periode ke-2 - praklinis (prodromal, prekursor) - berlangsung dari saat tanda pertama muncul hingga perkembangan penuhnya; berkisar dari beberapa jam hingga 1...2 hari. Selama periode ini, gejala nonspesifik (umum) mulai muncul - kelemahan, depresi, penurunan nafsu makan, dan sedikit peningkatan suhu tubuh.

Periode ke-3 - perkembangan penuh penyakit - disertai dengan berkembangnya tanda-tanda klinis utama yang menjadi ciri penyakit ini. Durasinya mungkin berbeda. Periode ini paling penting untuk diagnosis. Tanda-tanda klinis sangat bervariasi (ada yang umum terjadi pada banyak penyakit). Yang paling signifikan antara lain: demam (peningkatan suhu tubuh); kerusakan pada sistem kardiovaskular dan saluran pencernaan; proses inflamasi pada organ dan jaringan; berbagai lesi pada kulit dan selaput lendir.

Periode ini dapat berakhir dengan cara yang berbeda: akibat dari penyakit ini adalah kesembuhan atau kematian hewan - secara tiba-tiba atau sebagai akibat dari melemahnya dan kelelahan tubuh.

Periode ke-4 - kepunahan (pemulihan klinis, pemulihan)- mungkin memiliki durasi yang berbeda, yang bergantung pada banyak faktor: sifat dan tingkat keparahan penyakit, reaktivitas imunologis makroorganisme, dan kondisi eksternal. Pada saat yang sama, hewan dalam masa pemulihan masih dapat melepaskan patogen ke lingkungan luar.

Periode ke-5 - pemulihan total - ditandai dengan pemulihan lengkap gangguan fungsi pada hewan dan, sebagai suatu peraturan, pembebasan tubuh dari agen penyebab penyakit.

Selain dinamika (perubahan periode), penyakit menular dicirikan oleh tingkat keparahan tertentu (superakut, atau fulminan, akut, subakut, kronis, abortif, serta jinak dan ganas) dan bentuk manifestasi klinis penyakit. penyakit (khas atau atipikal; usus, paru, saraf, kulit, otot, artikular, mata, dll.).

Arus petir - ditandai dengan kematian hewan dalam beberapa jam, sedangkan tanda-tanda klinis paling sering tidak sempat berkembang (misalnya antraks, bradzot, enterotoksemia, dll.); akut- fakta bahwa penyakit ini biasanya berlangsung 1-7 hari, dengan gejala khas penyakit yang diamati.

Pada kursus subakut penyakit ini berlangsung lebih lama - hingga beberapa minggu; tanda-tanda klinis, sebagai suatu peraturan, bersifat khas, tetapi kurang jelas dibandingkan pada perjalanan akut.

Pada kronis- penyakit ini berlangsung berminggu-minggu, berbulan-bulan atau bertahun-tahun dengan gejala yang tidak jelas dan ringan, terkadang tanpa gejala tersebut (misalnya TBC, brucellosis, busuk kaki domba, infeksi lambat). Perjalanan penyakit ini ditandai dengan remisi dan kekambuhan penyakit (lihat di bawah). Kursus yang gagal(beberapa penulis mengklasifikasikannya sebagai bentuk penyakit ringan) ditandai dengan gangguan mendadak pada bentuk khasnya dengan atau tanpa permulaan pemulihan. Dengan kata lain, perjalanan penyakit yang gagal adalah penyakit yang cepat dan ringan dengan permulaan yang khas, tetapi gejala berikutnya tidak seperti biasanya.

Transisi dari satu jenis aliran ke jenis aliran lainnya dimungkinkan. Pada ganas Selama perjalanan penyakit, prognosisnya biasanya tidak baik, dan akibat penyakitnya biasanya kematian. Pada jinak - prognosisnya biasanya baik, dan hasilnya adalah pemulihan (beberapa penulis mengklasifikasikan perjalanan penyakit jinak dan ganas sebagai bentuk manifestasi klinis).

Pada bentuk khas - gejala yang kompleks merupakan ciri khas penyakit ini, dengan tidak lazim penyimpangan dari tanda-tanda khas diamati.

Secara umum, bentuk manifestasi mencerminkan lokalisasi dan derajat manifestasi proses infeksi, dan perjalanannya mencerminkan durasi (waktu).

Perlu juga dicatat bahwa penyakit apa pun, termasuk penyakit menular, ditandai dengan fenomena seperti remisi dan kambuh.

Pengampunan - melemahnya sementara atau hilangnya tanda-tanda penyakit.

Kambuh - kembalinya penyakit, munculnya kembali gejala.

1. invasi protein membran luar – memberikan resistensi terhadap fagositosis;

2. enzim superoksida dismutase – aktivitas antifagositik salmonella;

3. endotoksin – timbulnya demam;

4. enterotoksin – homologi dengan enterotoksin kolera.

Pada manusia, Salmonella dapat menyebabkan dua kelompok penyakit: 1) antroponotik - demam tifoid dan demam paratifoid A dan B; 2) zooanthroponotic – salmonellosis.

Agen penyebab demam tifoid adalah S. typhi, paratyphoid A - S. paratyphi A, dan paratyphoid B - S. paratyphi B.

Manifestasi klinis utama: perjalanan siklus, kerusakan sistem limfatik usus kecil, demam (peningkatan suhu 4-7 hari), keracunan, munculnya ruam roseola, perut bengkak karena akumulasi sejumlah besar gas di usus, mengigau, halusinasi, tekanan darah turun, kolaps, Lidah bagian belakang ditutupi lapisan putih kotor, tepi dan ujungnya bersih, dan terlihat bekas gigi di permukaan samping lidah. Komplikasi termasuk perforasi usus kecil dan pendarahan usus. Kekebalan setelah sakit sangat kuat dan bertahan lama.

Sumber infeksi : orang sakit dan pembawa bakteri yang melepaskan patogen ke lingkungan luar melalui tinja, urin, dan air liur. Cara penularan: air, kontak, makanan (susu, krim asam, keju cottage, daging cincang).

Diagnostik laboratorium. Bahan penelitian ditentukan oleh sifat proses infeksi:

2. buang air besar

4. isi duodenum

6. jenazah (potongan organ parenkim, darah jantung, empedu, isi dan sebagian usus halus).

Metode diagnostik laboratorium.1 minggu sakit dan selama seluruh periode demam - metode kultur darah - menabur darah ke dalam kaldu empedu, diikuti dengan subkultur pada media nutrisi padat. Dari akhir minggu kedua penyakit ini, metode bakteriologis untuk memeriksa isi tinja dan duodenum dilakukan. Pemeriksaan bakteriologis empedu memberikan hasil yang lebih baik. Mulai minggu kedua penyakit ini, studi serologis dilakukan. Pada darah penderita demam tifoid dan demam paratifoid, setelah 8-10 hari sakit, muncul antibodi terhadap antigen O dan H, yang dapat dideteksi dengan uji aglutinasi Widal (RA) dan uji pasif Vi-hemaglutinasi. Titer diagnostik pada orang yang tidak divaksinasi dianggap sebagai titer aglutinasi 1:100 untuk indikasi klinis yang sesuai. Pada pasien yang telah divaksinasi sebelumnya, titer H-AT 1:200 bukanlah tanda diagnostik yang dapat diandalkan. Pada pasien tersebut, titer diagnostik harus minimal 1:400. Konfirmasi proses infeksi yang sedang berlangsung adalah peningkatan titer O-AT selama masa sakit. Menjelang akhir penyakit, titer O-AT menurun, namun H-aglutinin menumpuk. Untuk mendeteksi pembawa kronis bakteri tifoid, digunakan RNGA dengan eritrosit Vi diagnostikum. Titer 1:40 atau lebih tinggi memiliki nilai diagnostik. Semua orang sehat dengan titer 1:80 tergolong terduga pembawa demam tifoid.

Perlakuan. Terapi antibiotik etiotropik dengan mempertimbangkan sensitivitas patogen.

Pencegahan. Untuk pencegahan spesifik demam tifoid, vaksin yang diperkaya dengan antigen Vi digunakan, untuk indikasi epidemi, bakteriofag tifoid kering diresepkan. Pencegahan nonspesifik meliputi: pengendalian sanitasi dan bakteriologis sistem pasokan air, kepatuhan terhadap aturan sanitasi dan higienis saat menyiapkan makanan, identifikasi pembawa bakteri di antara pekerja di departemen katering, perdagangan, identifikasi tepat waktu dan isolasi pasien.

Agen penyebab Salmonella adalah banyak serovar Salmonella yang bersifat patogen bagi manusia dan hewan. Paling sering ini adalah S. typhimurium, S. enteritidis, S. heidelberg, S. newport, S. dublin, S. choleraesuis. Di Rusia, S. enteritidis mendominasi sebagai agen penyebab salmonellosis.

Sumber utama penularannya adalah hewan ternak, unggas (unggas air) dan ayam. Cara penularan: air, pencernaan. Faktor penularan : daging, susu, telur, jeroan.

Infeksi Salmonella biasanya terjadi dengan manifestasi klinis PTI (gastroenteritis). Namun, seiring dengan bentuk usus, dapat juga terjadi ekstraintestinal: meningitis, radang selaput dada, endokarditis, radang sendi, abses hati, limpa, pielonefritis. Hal ini disebabkan oleh peningkatan jumlah penderita imunodefisiensi. Dengan penurunan status kekebalan, salmonella dapat menembus penghalang limfatik usus dan masuk ke dalam darah. Bakteremia berkembang dan lesi ekstraintestinal mungkin terjadi.

Dalam beberapa tahun terakhir, strain rumah sakit telah muncul, khususnya S. typhimurium. Mereka berbeda dari yang lain dalam gambaran klinis, epidemiologi, dan patogenesis. Strain rumah sakit menyebabkan berjangkitnya infeksi nosokomial, terutama pada bayi baru lahir dan anak-anak yang lemah. Strain ini dicirikan oleh resistensi multi-obat yang ditentukan oleh plasmid R.

Diagnostik laboratorium. Bahan kajiannya adalah:

2. buang air besar

3. muntah dan bilas lambung

4. isi duodenum

Metode diagnostik laboratorium: 1) bakteriologis, 2) serologis (RNGA).

Perlakuan Terapi patogenetik digunakan, yang bertujuan untuk menormalkan metabolisme air-garam. Untuk bentuk umum – terapi antibiotik etiotropik.

Pencegahan. Non-spesifik: melakukan tindakan veteriner dan sanitasi yang bertujuan untuk mencegah penyebaran patogen pada hewan ternak dan unggas, serta kepatuhan terhadap aturan sanitasi dan higienis selama penyembelihan di pabrik pengolahan daging, selama penyimpanan daging dan produk daging, penyiapan makanan, perlakuan panas yang cukup terhadap produk makanan.

Pencegahan khusus salmonellosis pada hewan ternak dan unggas.

Shigella.

Agen penyebab disentri termasuk dalam famili Enterobacteriaceae, genus Shigella, yang mencakup 4 spesies yang berbeda sifat biokimia dan struktur antigeniknya: S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii, S. sonnei.

Shigella adalah gram negatif, batang nonmotil yang tidak membentuk spora atau kapsul. Pada media nutrisi padat Ploskireva, Levin, Endo membentuk koloni kecil, halus, mengkilat, tembus cahaya. Cairan menunjukkan kekeruhan yang menyebar.

Sifat biokimia dasar: tidak ada pembentukan gas selama fermentasi glukosa, tidak ada produksi hidrogen sulfida, tidak ada fermentasi laktosa dalam waktu 48 jam.

Kelangsungan hidup di lingkungan eksternal. Shigella mentolerir pengeringan dan suhu rendah dengan baik; pada suhu 60 0 C mereka mati setelah 30 menit, pada suhu 100 0 C - seketika.

Struktur antigenik Shigella memiliki antigen O somatik, tergantung pada strukturnya mereka dibagi menjadi serovar. S. sonnei memiliki antigen K.

Faktor patogenisitas.

1. invasi plasmid – memastikan proses invasi mukosa usus besar;
2. racun - seperti Shiga dan Shiga - racun memasuki darah dan, bersama dengan endotel submukosa, mempengaruhi glomeruli ginjal, akibatnya, selain diare berdarah, sindrom uremik hemolitik berkembang dengan perkembangan gagal ginjal;

Epidemiologi Sumber penularannya adalah orang sakit dan pembawa bakteri.

Mekanisme transmisi . Fecal-oral. Rute penularan: S. dysenteriae – kontak-rumah tangga, S. flexneri – akuatik, S. sonnei – nutrisi.

Shigellosis tersebar luas. Paling sering terjadi dalam bentuk wabah yang bersifat nutrisi dan air.

Manifestasi klinis. Shigella, melewati lambung dan usus kecil, menempel pada reseptor kolonosit dan menembus protein membran luar. Kematian sel menyebabkan pembentukan erosi dan bisul yang dikelilingi oleh peradangan perifokal. Disentri bakterial ditandai dengan kerusakan selaput lendir dan jaringan usus besar serta gejala khas saluran cerna: tenesmus, sering buang air besar encer bercampur lendir dan darah. Komplikasi shigellosis dapat berupa perkembangan disbiosis usus.

Diagnostik mikrobiologi . Bahan penelitiannya adalah feses. Untuk disemai, formasi darah bernanah dipilih dari bagian tengah tinja.

Metode utama diagnostik laboratorium meliputi: 1) bakteriologis; 2) serologis (RPGA) - penentuan antibodi dalam serum darah.

Terapi etiotropik: pada kasus penyakit sedang dan berat, antibiotik diresepkan dengan mempertimbangkan sensitivitas patogen.

Pencegahan khusus. Bakteriofag disentri (digunakan pada fokus infeksi).

Escherichia.

Agen penyebab escherichiosis termasuk dalam famili Enterobacteriaceae, genus Escherichia yang mencakup beberapa spesies. Dalam patologi manusia, hanya spesies E. coli yang penting.

Escherichia – Batang gram negatif berukuran sedang, motil karena letak flagela di peritrikial. Mereka tidak membentuk spora; beberapa strain memiliki mikrokapsul. Pada media nutrisi Endo membentuk koloni berwarna merah tua dengan kilau metalik, pada media cair menyebabkan kekeruhan menyebar. Mereka memiliki aktivitas enzimatik yang tinggi. Mereka memecah hidrokarbon untuk menghasilkan asam dan gas (tersedia pilihan bebas gas). Mereka memfermentasi laktosa (ditemukan varian laktosa-negatif) Sifat biokimia utama meliputi: produksi asam dan gas selama fermentasi glukosa; fermentasi laktosa; ketidakmampuan untuk membentuk hidrogen sulfida; produk indol.

Struktur antigenik. E. Coli memiliki struktur antigenik yang kompleks. Memiliki antigen O somatik yang menentukan serogrup. Sekitar 171 jenis antigen-O diketahui. Antigen K permukaan dapat diwakili oleh 3 antigen: A, B dan L, yang berbeda sensitivitasnya terhadap suhu dan bahan kimia. Lebih dari 97 jenis antigen K ditemukan di Escherichia. Antigen H tipe spesifik mengidentifikasi serovar, yang jumlahnya lebih dari 57.

Struktur antigenik ditentukan oleh rumus serogrup sebagai O:H, serovar - O:K:H, contoh: O12:B6:H2.

Membedakan oportunis Dan patogen(diare) Escherichia.

Oportunis Escherichia adalah bagian dari mikroflora normal usus dan vagina pada manusia. Penyakit yang menyebabkan UP E. coli disebut escherichiosis parenteral. Dengan penurunan reaktivitas imunologi, E. coli dapat meninggalkan tempat tinggal permanennya (usus) dan menyebar secara hematogen atau limfogen, menyebabkan proses inflamasi bernanah di berbagai lokalisasi. UP E. coli terdeteksi pada sistitis, pielitis, kolesistitis, uretritis, meningitis, sepsis, pneumonia, tonsilitis, radang usus buntu, dan menyebabkan infeksi keracunan makanan. 80% meningitis neonatal disebabkan oleh E. coli, yang menginfeksi bayi baru lahir melalui jalan lahir. Faktor utama patogenisitas UP E. coli adalah pembentukan endotoksin. Strain yang resistan terhadap berbagai obat terhadap antibiotik dapat terbentuk dari Escherichia coli oportunistik akibat R-plasmid, yang menjadi infeksi nosokomial.

E.coli patogen adalah agen penyebab escherichiosis usus, infeksi usus akut. Mereka disebut diaregenik. Mereka dibagi menjadi 4 kategori utama, berdasarkan adanya faktor patogenisitas.

1.ETKP– Escherichia coli enterotoksigenik – agen penyebab penyakit mirip kolera. Patogenisitas ditentukan oleh produksi toksin kolera yang bersifat termolabil, secara struktural dan fungsional, dan enterotoksin termostabil, yang mengganggu metabolisme air-garam di usus, yang menyebabkan perkembangan diare encer;

2. EIKP– E. coli enteroinvasif menyerang dan berkembang biak di sel epitel dinding mukosa usus besar, menyebabkan kehancurannya. Konsekuensinya adalah berkembangnya penyakit mirip disentri;

3.EPKP– E. coli enteropatogenik menyebabkan diare pada anak-anak di tahun pertama kehidupan. Mereka menghasilkan racun seperti Shiga, mempengaruhi usus kecil dan menyebabkan kolenteritis. Penyakit ini sering terjadi sebagai infeksi nosokomial pada bayi baru lahir dan bayi.

4. EHEC– dapat menyebabkan diare berdarah pada manusia (kolitis hemoragik) dengan komplikasi selanjutnya berupa sindrom uremik hemolitik. Sumber penularannya adalah sapi dan domba. Jalur utama penularannya adalah nutrisi melalui daging yang mengalami perlakuan panas yang tidak memadai. Sekum, kolon asendens dan transversal terpengaruh. Patogenisitas ditentukan oleh produksi racun mirip Shiga dan sintesis hemolisin

Kekebalan. Escherichiosis parenteral sering terjadi dengan latar belakang keadaan imunodefisiensi. Kekebalan yang kuat terhadap mereka belum dikembangkan. Dengan escherichiosis usus, perkembangan imunitas lokal yang dimediasi oleh Ig A sekretori diamati.

Diagnostik laboratorium. Metode utamanya adalah bakteriologis.

Pencegahan khusus tidak dikembangkan.

Pencegahan nonspesifik bermuara pada kepatuhan terhadap aturan sanitasi dan higienis, kontrol sanitasi atas sumber pasokan air, perusahaan makanan, dan produk makanan.

Antibiotik digunakan untuk terapi etiotropik.

Vibrio kolera.

Kolera – penyakit karantina yang sangat berbahaya yang disebabkan oleh Vibrio cholerae, serogrup O1 dan O139, ditandai dengan kerusakan toksik pada usus kecil, gangguan keseimbangan air-garam dan angka kematian yang tinggi.

Agen penyebab kolera milik famili Vibrionaceae, genus Vibrio, spesies Vibrio cholerae.

Vibrio kolera - batang kecil melengkung, sangat mobile karena flagel kutub. Spora tidak membentuk kapsul. Gram-negatif. Aerob atau anaerob fakultatif. Ia termasuk mikroorganisme halofilik, sehingga tumbuh baik pada pH 8,5-9,0. Media pemilihannya adalah air pepton 1% dan agar basa. Pada air pepton, setelah 6-8 jam pertumbuhan, terbentuk lapisan film, pada agar basa, setelah 12 jam, terbentuk koloni halus dan transparan dengan warna kebiruan.

Sifat biokimia: memfermentasi glukosa dan sukrosa menjadi asam; arabinosa, rhamnosa, dan dulsit tidak difermentasi. Untuk menentukan genusnya digunakan asam amino: arginin, ornitin, lisin.

Menurut Heiberg, semua vibrio dibagi menjadi 6 kelompok sehubungan dengan gula (mannosa, sukrosa, arabinosa). Vibrio cholerae termasuk dalam kelompok Heiberg I dan menguraikan manosa dan sukrosa, tetapi tidak menguraikan arabinosa.

Struktur antigenik. Vibrios cholerae mempunyai antigen O termostabil dan antigen H termolabil. Berdasarkan struktur O-AG, lebih dari 150 serogrup dibedakan, ditentukan melalui reaksi aglutinasi. Vibrio cholerae O1 O-antigen terdiri dari tiga komponen , Tergantung pada kombinasinya, tiga serovar dibedakan: Ogawa, Inaba, Gikoshima. Selain serovar, Vibrio cholerae O1 mengandung dua biovar: klasik dan el-tor. Mereka berbeda dalam sensitivitas terhadap bakteriofag tertentu, polimiksin, dan kemampuan untuk mengaglutinasi eritrosit ayam dan menyebabkan hemolisis.

Faktor patogenisitas:

1. kemampuan menempel dan berkoloni di usus;

2. adanya enzim (musinase, protease, neuraminidase,

lecitovetilase) – kemampuan untuk menyerang patogen;

1. produksi eksoenterotoksin - menentukan manifestasi klinis utama kolera - diare yang banyak.

Epidemiologi. Sumber penularannya adalah orang sakit dan pembawa getaran. Reservoir infeksi adalah lingkungan perairan. Mekanisme penularannya adalah fecal-oral. Jalur penularannya adalah air, makanan, lebih jarang kontak rumah tangga. Faktor penularan dapat berupa air tawar dan laut, produk makanan (susu, sayuran, buah-buahan, organisme akuatik).

Manifestasi klinis. Penyakit ini biasanya diawali dengan gejala enteritis. Pada awalnya, tinja tetap mempertahankan karakter dan bau tinja, tetapi segera tampak seperti cairan encer keputihan dengan serpihan mengambang - air beras. Frekuensi buang air besar per hari bervariasi, tetapi pada sekitar 1/3 pasien berkisar antara 3 sampai 10 kali. Munculnya muntah adalah transisi ke fase penyakit berikutnya - gastroenteritis kolera. Muntah biasanya banyak dan encer. Akibat kehilangan cairan dalam jumlah besar, penderita semakin dehidrasi dan timbul kram, terutama pada jari tangan dan kaki. Kulitnya sianotik dan dingin saat disentuh. Turgor kulit menurun: kulit mudah berkumpul menjadi lipatan yang tidak lurus. Jari tangan dan kakinya berkerut, mengingatkan pada tangan tukang cuci. Suara pasien menjadi lemah, serak, kemudian dia berbicara hanya dengan berbisik, dan kemudian berkembang aphonia total. Suhu tubuh biasanya turun ke tingkat di bawah normal.

Kekebalan. Selama pemulihan, kekebalan jangka pendek yang kuat terjadi.

Metode utama diagnostik laboratorium adalah bakteriologis.

Bahan untuk penelitian Keluaran dari pasien dan pembawa (kotoran, muntahan, empedu), benda-benda lingkungan (air, produk makanan, linen, air limbah, hidrobion, sisa-sisa benda lingkungan) dapat terjadi.

Perlakuan dilakukan dalam dua arah: 1) rehidrasi (pengisian kembali kehilangan cairan dan elektrolit dengan pemberian larutan garam isotonik bebas pirogen, serta cairan pengganti plasma secara intravena atau oral; 2) terapi antibakteri (antibiotik spektrum luas: tetrasiklin, kloramfenikol, dan fluoroquinolon).

Pencegahan. Pencegahan nonspesifik ditujukan untuk 1) memutus jalur penularan (mencegah masuknya infeksi ke dalam negeri, pekerjaan sanitasi dan pendidikan dengan penduduk, menyediakan air minum, saluran pembuangan, makanan, desinfeksi yang berkualitas baik bagi penduduk); 2) identifikasi pasien dan pembawa secara tepat waktu, rawat inap, pengobatan, karantina.

Pencegahan khusus- pencegahan vaksin. Vaksin modern merupakan sediaan kompleks yang terdiri dari koleragen toksoid (70%) dan antigen O kimia (30%) baik biovar maupun serovar. Vaksinasi memastikan produksi antibodi vibriosidal dan antitoksin dalam titer tinggi. Vaksinasi penduduk dilakukan sesuai indikasi epidemi.

Yersinia.

Yersinia enteropatogenik termasuk agen penyebab pseudotuberkulosis dan yersiniosis usus. Agen penyebab penyakit ini adalah keluarga Enterobacteriaceae, genus Yersinia, jenis Y.pseudotuberkulosis, Dan Y. enterokolitika.

Yersinia– batang gram negatif lurus terkadang berbentuk bola. Spora dan kapsul tidak terbentuk. Mereka tidak bergerak pada suhu 37 0 C, tetapi pada suhu di bawah 30 0 C mereka bergerak karena letak flagelanya di peritrikial. Mereka tumbuh dengan baik pada media nutrisi biasa. Di Endo mereka terbentuk….., pada medium yersinia Y. Pseudotuberculosis membentuk koloni biru kering dengan tepi bergerigi, dan Y. Enterocolitica membentuk koloni halus berair biru.

Aktivitas biokimia untuk Y. Pseudotuberculosis: 1) produksi urease; 2) fermentasi rhamnosa; 3) kurangnya fermentasi sukrosa; 4) kurangnya produksi indol. Untuk Y. Enterocolitica: 1) pemecahan urea; 2) fermentasi sukrosa; 3) kurangnya fermentasi rhamnose; 4) produksi ornitin dekarboksilase.

Struktur antigenik. Yersinia memiliki antigen O-, K- dan H. Berdasarkan antigen-O, spesies ini dibagi menjadi serovar.

Faktor patogenisitas: 1) produksi endotoksin; 2) protein invasi; 3) enterotoksin yang labil terhadap panas.

Epidemiologi. Yersiniosis usus dan pseudotuberkulosis adalah infeksi sapronotik. Yersinia tersebar luas di alam. Reservoir patogen di alam adalah tanah, air, dan tanaman yang terinfeksi melaluinya. Air dan tanaman yang terinfeksi berkontribusi terhadap penyebaran infeksi di antara hewan ternak. Reservoir dan sumber penularan dapat berupa sapi, babi, anjing, kucing, burung, hewan pengerat (mencit, mencit). Jalur utama penularannya adalah akuatik dan nutrisi, melalui air, susu, dan sayuran.

Manifestasi klinis. Patogenesis dan gambaran klinis penyakit ini serupa dalam banyak hal. Yersiniosis usus dan pseudotuberkulosis ditandai dengan polimorfisme manifestasi klinis... Setelah menginvasi mukosa usus, patogen memasuki kelenjar getah bening mesenterika, menyebabkan limfadenitis mesenterika - nyeri di daerah epigastrium, gejala iritasi peritoneum yang menyerupai gejala radang usus buntu akut. Jika terjadi terobosan pada penghalang limfatik, terjadi bakteremia, akibatnya mikroba menyebar ke seluruh tubuh, menyebabkan terbentuknya granuloma dan mikroabses pada unsur makrofag hati, limpa, paru-paru, dan persendian. Dalam hal ini, terjadi alergi pada tubuh. Pada hari ke 1-6 muncul ruam roseola. Kemungkinan kematian. Dengan berbagai manifestasi klinis, dua jenis bentuk klinis infeksi yang jelas dapat dibedakan: yang pertama, penyakit ini berkembang sebagai gastroenterokolitis atau limfadenitis mesenterika; dalam kasus kedua, berkembang sebagai akibat dari bakteremia dengan gejala fokal sekunder dan manifestasi alergi.

Diagnostik mikrobiologi. Metode penelitian bakteriologis dan serologis digunakan. Bahan pemeriksaan bakteriologis adalah: feses, cairan serebrospinal, darah, urine, usus buntu. Untuk serodiagnosis pada RNGA, serum darah pasien digunakan sebagai bahan.

Tidak ada profilaksis khusus yang dilakukan. Terapi etiotropik: antibiotik, sulfonamid.

Adhesi, yang sangat penting sebagai faktor patogenisitas, banyak digunakan oleh bakteri di habitat mana pun. Dengan demikian, Legionella aktif menempel pada permukaan cyanobacterium Fischerella.

Pertumbuhan Legionella dan Pseudomonas aeruginosa hanya diamati pada lapisan yang mengandung senyawa organik, yang tampaknya digunakan dalam metabolisme bakteri. Adhesi sejumlah bakteri, termasuk genera Pseudomonas dan Serratia, pada permukaan gelembung gas di air telah diketahui. Adhesi memainkan peran utama dalam proses trofik - dalam konsumsi sejumlah zat. Dalam mikrobiologi tanah diketahui bahwa adhesi pada substrat merupakan fungsi penting mikroorganisme ketika berada di dalam tanah.

Peningkatan sifat adhesi dan invasif sejumlah mikroorganisme ke dalam sel pada suhu rendah (6 - 25 ° C) telah terjadi, dijelaskan, misalnya, untuk Yersinia atau jamur Candida albicans.

Selama menempel pada berbagai substrat di tanah atau air R.aeruginosa, seperti pseudomonad lainnya, mereka menggunakan fimbriae atau pili.

Jadi, adhesi dan kolonisasi permukaan terjadi tidak hanya di tubuh inang, tetapi juga di lingkungan luar, dan diwujudkan melalui mekanisme universal, dan aktivitas perekat bakteri dan jamur dapat mencapai maksimum pada suhu yang lebih rendah daripada suhu tubuh yang hangat. -hewan berdarah.

Banyak saprofit tanah, seperti B. mesenthericus, B. subtilis, Ps. aeruginosa, Ps. berpendar, mungkin menunjukkan sifat fitopatogenik. Penyakit tanaman disebabkan oleh E.coli. Hal ini disebabkan adanya enzim pada bakteri tanah yang menyebabkan maserasi jaringan tanaman.

Aktivitas sejumlah enzim meningkat pada suhu rendah: misalnya aktivitas katalase, ciri khas psikrofit, pada mikroba pseudotuberkulosis pada suhu 12 C meningkat 2-3 kali lipat dibandingkan suhu 37 C. Pada suhu rendah, aktivitas hyaluronidase dan neuraminidase juga meningkat.

Kelompok faktor patogenisitas lain yang terkait dengan perlindungan terhadap fagositosis juga bersifat universal. Banyak bakteri saprofit juga membentuk kapsul dan struktur seperti kapsul untuk melindungi dari faktor lingkungan yang merugikan. Memblokir fagositosis aktif oleh makrofag berdarah panas juga memiliki analogi di alam.

Pola umum interaksi dengan makrofag dan protozoa telah terjadi pada jamur Aspergillus. Mereka telah dipelajari secara rinci di Yersinia, beberapa di antaranya tidak dicerna, tetapi secara aktif berkembang biak di vakuola ciliata, menghancurkannya dan melepaskannya ke lingkungan luar. Resistensi terhadap pencernaan oleh protozoa juga merupakan karakteristik pseudomonad, dan dalam kedua kasus terdapat analogi yang terlihat dengan kejadian di makrofag.

Keunggulan adaptasi bakteri terhadap protozoa, yang secara permanen hidup di tanah atau ekosistem perairan dan mendukung populasi bakteri, sangatlah jelas.

Asumsi bahwa toksin bakteri mempunyai beberapa fungsi di luar tubuh inang juga didukung oleh fakta bahwa toksin maksimum sering kali terbentuk pada suhu 20 C.

Racun botulinum diketahui diproduksi dan terakumulasi di lumpur pantai, terkadang menyebabkan kematian massal unggas air, atau dalam makanan kaleng, yang menyebabkan wabah botulisme pada manusia. Kita harus memiliki imajinasi yang besar untuk melihat di sini peran toksin yang alami dan berkembang secara evolusioner sebagai faktor khusus dalam patogenisitas mikroba dalam kaitannya dengan inangnya. Lalu mikroba beradaptasi dengan pengalengan makanan - satu-satunya cara racun masuk ke tubuh manusia?

Untuk ini kita dapat menambahkan pertimbangan berikut: toksigenisitas itu sendiri bukanlah sifat konstan suatu mikroorganisme tertentu. Sintesis sebagian besar enterotoksin dikodekan oleh gen yang terlokalisasi dalam plasmid atau elemen genetik bergerak, yang menciptakan kemungkinan mendasar untuk memperoleh dan kehilangan gen toksin dalam populasi spesies tertentu dan bahkan pertukaran genetik antarspesies dalam komunitas mikroba di tanah atau air.

Tabel 1

Jenis interaksi antar populasi 2 spesies

Catatan. Penekanan populasi ditunjukkan dengan tanda “-”, kondisi yang menguntungkan dengan tanda “+”, dan kurangnya pengaruh dengan tanda “O”.

Seluruh rangkaian faktor patogenisitas mikroorganisme dapat dibagi menjadi empat kelompok:

- faktor adhesi atau kelengketan dan kolonisasi– faktor perlekatan mikroorganisme pada sel sensitif dan kemampuan untuk menjajah fokus infeksi primer;

- faktor invasi atau invasif– faktor penetrasi ke dalam sel sensitif dan penyebaran ke seluruh makroorganisme;

- faktor agresi atau agresivitas– faktor-faktor yang melawan kekuatan pelindung makroorganisme;

- faktor toksikogenik atau pembentukan toksin– kemampuan menghasilkan eksotoksin dan endotoksin.

Semua faktor ini relatif tidak berhubungan satu sama lain dan memanifestasikan dirinya secara berbeda pada mikroorganisme yang berbeda. Ada mikroba yang faktor toksigenik utamanya adalah menghasilkan racun yang kuat, misalnya penyebab botulisme dan difteri. Ada mikroba dengan sifat agresif yang nyata, dll. Namun, dengan satu atau lain cara, serangkaian faktor patogenisitas suatu mikroorganisme menentukan patogenesis proses infeksi, dan, karenanya, kompleks gejala yang menyertai penyakit menular tersebut.

- Faktor adhesi dan kolonisasi memainkan peran utama dalam tahap awal patogenesis penyakit menular. Fungsi faktor adhesi dapat dilakukan oleh fimbria (mikrovili orde 1), protein membran luar (protein adhesin), lipopolisakarida dinding sel, asam lipoteichoic dan struktur lain yang dapat terletak di permukaan mikroba atau menjadi bagian dari mikrovili, kapsul dan dinding sel. Faktor kemotaksis dan motilitas– mikroorganisme yang mampu bergerak menggunakan kemotaksis untuk menyesuaikan diri dengan sel targetnya, dan karena gerakan tersebut mereka mendekati sel.

- Faktor invasi- Ini terutama eksoenzim mikroorganisme. Hyaluronidase– memecah asam hialuronat, komponen utama jaringan ikat yang mencegah penetrasi zat asing, dan meningkatkan permeabilitas berbagai jaringan. Neuraminidase (sialidase)– memecah asam sialat, yang merupakan bagian dari reseptor sel permukaan, sehingga reseptor tersebut memperoleh kemampuan untuk berinteraksi dengan adhesin mikroba dan racunnya. Dengan bantuan enzim ini, mikroorganisme mengatasi penghalang pelindung pertama makroorganisme - lapisan lisozim, yang menutupi permukaan selaput lendir dan mengandung asam sialat dalam jumlah besar. Lendir kehilangan sifat koloidnya dan hancur total, dan sel epitel selaput lendir, yang biasanya ditutupi dengan lendir, menjadi tersedia untuk kolonisasi. Fibrinolisin– memecah poros fibrin yang terbentuk di sekitar sumber peradangan, dan mendorong penyebaran mikroorganisme ke seluruh makroorganisme. Plasmokoagulase– mendorong pembentukan kapsul di sekitar mikroba sebagai hasil koagulasi plasma, yang mencegah fagositosisnya, melindunginya dari efek komplemen, dan penyebaran mikroorganisme dari sumber peradangan ke seluruh makroorganisme. DNAase– mendepolimerisasi DNA yang dilepaskan ke ruang antar sel selama kematian sel, yang menyebabkan penurunan viskositas lingkungan, yang memiliki efek menguntungkan pada perkembangan mikroba dalam jaringan. Kolagenase– menghancurkan kolagen serat otot, yang mengurangi stabilitas strukturnya dan mendorong penyebaran mikroba. Lesitinase C (fosfolipase)– memecah lesitin dan fosfogliserida lainnya yang merupakan bagian dari membran sel serat otot. Produk hidrolisis lesitin memiliki efek toksik pada makroorganisme. Protease– dengan menghancurkan lendir, mereka mendorong pelepasan reseptor sel yang berinteraksi dengan mikroorganisme. Enzim mampu mengubah pH lingkungan sehingga cocok untuk pertumbuhan mikroorganisme, misalnya bakteri. urease– menetralkan lingkungan asam lambung. Pada mikroorganisme gram negatif, faktor invasi biasanya diwakili oleh protein membran luar - protein invasif. Mobilitas juga menentukan penetrasi mikroorganisme ke dalam sel sensitif dan penyebarannya ke seluruh makroorganisme.

- Faktor agresi– ini adalah faktor yang memungkinkan mikroorganisme melawan kekuatan pelindung makroorganisme. Kapsul– menghambat tahap awal reaksi protektif – pengenalan dan penyerapan – “melindungi” struktur bakteri yang mengaktifkan sistem komplemen dan dikenali oleh sel imunokompeten, melindungi mikroba dari aksi enzim lisosom dan oksidan toksik yang disekresi oleh fagosit, menyebabkan fagositosis tidak lengkap . Pada mikroba, kapsul dapat diwakili oleh asam hialuronat, yang tidak dikenali oleh fagosit sebagai benda asing. Berbagai enzim dan protein mikroorganisme memiliki sifat agresif. Plasmokoagulase– mengubah fibrinogen menjadi fibrin, membentuk semacam lapisan protein di sekitar mikroba, yang melindungi mereka dari fagosit. Katalase dan superoksida menghancurkan membran serat otot Komposisi mendorong penyebaran mikroba Viskositas lingkungan Terlibat dengan adhesin (oksidase) berpartisipasi dalam inaktivasi produk oksigen beracun fagositosis. Aminopeptidase– menekan kemotaksis fagosit. Protease– memecah molekul imunoglobulin A. Protein A(pada stafilokokus), protein M(pada streptokokus) antigen VW(dalam agen penyebab wabah) - menghambat fagositosis dengan menekan "ledakan oksidatif" pada fagosit, menekan kemotaksis fagosit, dll. Faktor yang mencegah fagositosis juga termasuk peptidoglikan, asam teichoic dan komponen lain dari dinding sel. Antigen yang bereaksi silang juga merupakan faktor agresi - ini adalah antigen umum pada perwakilan spesies berbeda, yang memiliki determinan antigenik serupa, tetapi pembawa berbeda. Dengan adanya antigen tersebut dalam mikroorganisme, sel imunokompeten mungkin tidak mengenalinya sebagai benda asing - fenomena “mimikri”, yang berkontribusi pada pelestarian bakteri dalam makroorganisme.

Enzim mikroorganisme berkontribusi tidak hanya pada invasi dan agresi, tetapi juga melakukan fungsi trofik, memasok mikroba dengan produk pemecahan sel dan jaringan makroorganisme dengan berat molekul rendah, yang diperlukan mikroba untuk melakukan proses vital, yang mengarah ke penipisan makroorganisme yang menjadi ciri proses infeksi. Misalnya, fibrinolysin tidak hanya memastikan penyebaran meningokokus melalui bekuan fibrin, tetapi juga menyediakan pasokan asam amino, produk pemecahan fibrin yang diperlukan untuk mikroorganisme. Dengan demikian, eksoenzim mikroba memiliki efek toksik, mendorong invasi dan agresi, dan menjalankan fungsi trofik.

- Faktor toksigenik atau pembentukan toksin.Racun– ini adalah produk metabolisme sel mikroba – eksotoksin , atau komponen integral dari dinding sel, dilepaskan setelah kehancurannya - endotoksin , menyebabkan berbagai gangguan pada fungsi makroorganisme.

Eksotoksin – zat protein sekretorik, biasanya menunjukkan aktivitas enzimatik, diproduksi selama kehidupan sel mikroba. Sintesis toksin protein dikodekan oleh gen (toks + gen) yang terlokalisasi di kromosom dan dihubungkan dengan gen yang merupakan bagian dari profag, serta gen yang terlokalisasi di plasmid. Penghasil eksotoksin dapat berupa mikroorganisme gram positif dan gram negatif. Eksotoksin bersifat termolabil, memiliki spesifisitas dan selektivitas kerja yang tinggi, bertanggung jawab atas manifestasi klinis dari proses infeksi, dan bertindak dari jarak jauh, yaitu jauh melampaui sumber infeksi. Mereka memiliki potensi toksisitas yang tinggi (6 kg toksin botulinum dapat membunuh seluruh umat manusia). Mereka menunjukkan imunogenisitas tinggi - sebagai respons terhadap pemberiannya, antibodi spesifik terbentuk yang menetralkan efeknya. (Ketika diobati dengan formalin, eksotoksin dinetralkan dan diubah menjadi toksoid, yang tidak memiliki sifat toksik, tetapi tetap memiliki kemampuan untuk menginduksi antibodi antitoksik).

Klasifikasi eksotoksin.

Berdasarkan organisasi molekuler: kompleks – terdiri dari dua fragmen A dan B. Fragmen B berinteraksi dengan reseptor sel sensitif, menempel pada permukaannya dan membentuk saluran transmembran di mana fragmen A, toksin itu sendiri, menembus sel sensitif dan menunjukkan sifat toksiknya. Setiap fragmen tidak aktif dengan sendirinya, sifat-sifat toksin muncul ketika mereka berhubungan satu sama lain;

sederhana– eksotoksin yang “dipotong” – disintesis di dalam sel bakteri dalam bentuk protoksin dan, ketika dipotong menjadi fragmen A dan B oleh protease, diubah menjadi bentuk aktif.

Menurut derajat pengikatannya pada sel bakteri: grup A – disekresikan ke lingkungan eksternal; kelompok B – sebagian disekresikan ke lingkungan luar dan sebagian berhubungan dengan sel bakteri; kelompok C – terkait dengan sel bakteri dan dilepaskan hanya setelah kematiannya.

Berdasarkan sifat targetnya: neurotoksin – mempengaruhi sel-sel sistem saraf; hemolisin – menghancurkan sel darah merah; enterotoksin – mempengaruhi sel epitel usus; dermatotoksin – mempengaruhi sel-sel kulit; leukositin – mempengaruhi leukosit, neutrofil dan fagosit.

Menurut mekanisme kerjanya:

1. Sitotoksin (histotoksin)– mengganggu pemanjangan rantai polipeptida pada ribosom karena inaktivasi faktor yang memulai pemanjangan dan menekan sintesis protein.

2. Membranotoksin– racun yang merusak keutuhan membran sel akibat aktivasi enzim atau protein porin (hemolisin).

3. Racun yang mengaktifkan jalur metabolisme second messenger. Enterotoksin: karena aktivasi guanylate cyclase, cGMP terakumulasi dan penyerapan ion natrium ditekan dan sekresi ion klorida meningkat; Karena aktivasi adenilat siklase, cAMP terakumulasi dan terjadi penyerapan ion natrium, kalium, dan air. Akibatnya, efusi cairan ke dalam usus meningkat, motilitas usus terstimulasi dan terbentuklah diare.

4. Pemblokir fungsional. Neurotoksin: racun botulinum berikatan dengan reseptor pada permukaan membran prasinaps neuron motorik sistem saraf tepi dan menyebabkan proteolisis protein di neuron. Hal ini menyebabkan terhambatnya sekresi asetilkolin, yang mengganggu kontraksi otot dan dimanifestasikan oleh perkembangan kelumpuhan saraf tepi. Tetanospasmin (fraksi toksin agen penyebab tetanus) berikatan dengan reseptor pada membran prasinaps neuron motorik sumsum tulang belakang, menembus ke dalam penghambatan dan interneuron, yang menyebabkan blokade neurotransmiter penghambat - glisin, asam -aminobutirat, eksitasi berlebihan neuron motorik dan kontraksi otot yang persisten - kelumpuhan spastik.

5. Aktivator respon imun(racun pirogenik, eksfoliatin). Eksfoliatin– menghancurkan kontak antar sel (desmosom) dari lapisan granular epidermis, yang menyebabkan pelepasan (deskuamasi, pengelupasan kulit) lapisan permukaan epidermis dan pembentukan lepuh berisi isi serosa atau purulen. Racun ini diklasifikasikan sebagai superantigen dan dapat bekerja langsung pada sel penyaji antigen dan limfosit T.

Endotoksin– komponen lipopolisakarida struktural dari dinding sel mikroorganisme gram negatif, yang sebagian besar dilepaskan hanya ketika mikroorganisme mati.

Endotoksin bersifat termostabil, tidak memiliki tindakan spesifik, dan memiliki efek imunogenik yang lemah. Ia mampu memberikan serangkaian efek berikut pada makroorganisme:

Efek pirogenik (peningkatan suhu tubuh) – endotoksin menginduksi pelepasan interleukin-1 dari makrofag, yang mempengaruhi pusat termoregulasi;

Efek toksik pada pembuluh darah - meningkatkan permeabilitas dinding pembuluh darah, yang menyebabkan efek hipotonik (dalam kasus yang parah, hingga kondisi kolaps - sindrom Jarish-Herxheimer);

Mengaktifkan efek pada sistem pembekuan darah - mengaktifkan faktor Hageman (faktor XII dari sistem pembekuan darah), yang disertai dengan gangguan mikrotrombi dan mikrosirkulasi (dalam kasus yang parah, perkembangan sindrom koagulasi intravaskular diseminata (DIC) mungkin terjadi);

Efek kardio dan hepatotoksik - menghambat fungsi pernapasan mitokondria di sel hati dan jantung;

Efek labilisasi membran - mempengaruhi sel mast dan basofil, yang menyebabkan pelepasan histamin dan serotonin dan akhirnya terjadinya reaksi alergi;

Efeknya pada sistem kekebalan tubuh - dalam dosis besar, selama puncak proses infeksi, menghambat fungsi sistem kekebalan tubuh, dalam dosis kecil, selama masa pemulihan - merangsang. Mengaktifkan sistem pujian melalui jalur alternatif, merangsang produksi interferon.

Semua faktor patogenisitas suatu mikroorganisme penyebab proses infeksi mempunyai pengaruh yang kompleks pada tubuh manusia. Faktor patogenisitas yang sama dapat terlibat pada berbagai tahap proses infeksi, sehingga pembagian fungsinya agak relatif.

Agar suatu penyakit menular dapat terjadi, harus ada patogen yang bersifat patogen secara umum dan bersifat virulen pada khususnya. Apakah konsep-konsep ini sama? Patogenisitas suatu mikroba adalah sifat genetik tertentu, potensinya menyebabkan proses infeksi dalam kondisi yang menguntungkan. Atas dasar ini, semua mikroorganisme yang ada dibagi menjadi patogen, oportunistik, dan saprofit. Sebenarnya semua patogen penyakit menular bersifat patogen, namun tidak semuanya mampu menyebabkan penyakit menular; agar hal ini terjadi, mikroorganisme tersebut, meskipun termasuk dalam spesies patogen, harus mempunyai virulensi. Oleh karena itu, patogenisitas tidak dapat disamakan dengan virulensi.

Suatu mikroorganisme dianggap ganas jika, ketika dimasukkan ke dalam tubuh hewan, bahkan dalam dosis yang sangat kecil, hal itu mengarah pada perkembangan proses infeksi. Tidak ada yang meragukan patogenisitas basil antraks, namun di antara kultur mikroba ini, jarang ditemukan strain avirulen yang tidak mampu menyebabkan penyakit pada domba bahkan kelinci. Bakteri erysipelas babi termasuk dalam spesies patogen, tetapi banyak varietas mikroba ini telah diisolasi dari tubuh babi, kalkun, dan ikan yang benar-benar sehat.

Sifat patogenisitas dan virulensi

PATOGENSI (Patogenisitas) adalah sifat spesies suatu patogen yang mencirikan kemampuannya untuk bereproduksi dan menyebabkan perubahan patologis tertentu dalam tubuh tanpa adaptasi tambahan. Dalam virologi, konsep patogenisitas mengacu pada jenis virus dan berarti bahwa sifat ini terdapat pada semua strain (isolat) jenis ini. Konsep patogenisitas tidak bertentangan dengan fakta bahwa strain yang sangat dilemahkan secara praktis telah kehilangan banyak ciri khas dari jenisnya, yaitu, mereka kehilangan kemampuan untuk memberikan efek patologis pada organisme inang. Patogenisitas biasanya dijelaskan hanya dengan karakteristik kualitatif

VIRULENSI adalah derajat patogenisitas suatu mikroorganisme tertentu. Itu bisa diukur. Dosis yang mematikan dan menular secara konvensional diambil sebagai satuan ukuran virulensi. Dosis mematikan minimum - DLM (Dosis letalis minima) - adalah jumlah terkecil mikroba hidup atau toksinnya yang menyebabkan kematian sebagian besar hewan percobaan suatu spesies tertentu dalam jangka waktu tertentu. Tetapi karena sensitivitas individu hewan terhadap mikroba patogen (toksin) berbeda, dosis yang benar-benar mematikan diperkenalkan - DCL (Dosis certa letalis), yang menyebabkan kematian 100% hewan yang terinfeksi. Yang paling akurat adalah dosis mematikan rata-rata - LD 50, yaitu dosis mikroba (toksin) terkecil yang membunuh setengah dari hewan percobaan. Untuk menetapkan dosis yang mematikan, metode pemberian patogen harus diperhitungkan, serta berat dan usia hewan percobaan, misalnya tikus putih - 16-18 g, kelinci percobaan - 350 g, kelinci - 2kg. Dengan cara yang sama, dosis infeksius (ID) ditentukan, yaitu jumlah mikroba atau toksinnya yang menyebabkan penyakit menular terkait.

Mikroorganisme yang sangat virulen dapat menyebabkan penyakit pada hewan atau manusia dalam dosis terkecil. Misalnya, diketahui bahwa 2-3 mycobacterium tuberkulosis, jika dimasukkan ke dalam trakea, menyebabkan tuberkulosis yang fatal pada kelinci percobaan. Strain basil antraks yang mematikan dalam jumlah 1-2 sel dapat menyebabkan kematian pada kelinci percobaan, tikus putih, dan bahkan hewan besar.

Virulensi mikroorganisme yang sama dapat sangat bervariasi. Hal ini tergantung pada sejumlah faktor biologis, fisik dan kimia yang mempengaruhi mikroorganisme. Virulensi suatu mikroorganisme dapat ditingkatkan atau diturunkan dengan cara buatan.

Budidaya tanaman jangka panjang di luar tubuh pada media nutrisi biasa, budidaya tanaman pada suhu maksimum (percobaan L. Pasteur dan L. S. Bankovsky), penambahan zat antiseptik ke dalam kultur (kalium dikromat, asam karbol, alkali, sublimat, empedu, dll. ) melemahkan virulensi mikroorganisme.

Penularan (sequential lewatnya) agen penyebab suatu penyakit menular melalui jenis hewan tertentu dari yang terinfeksi ke hewan yang sehat, misalnya agen penyebab erisipelas pada babi melalui tubuh kelinci, melemahkan virulensi pada babi, tetapi meningkatkannya untuk kelinci itu sendiri. Tindakan bakteriofag (faktor biologis) dapat menyebabkan melemahnya virulensi mikroorganisme.

Peningkatan virulensi di bawah pengaruh enzim proteolitik dapat diamati pada Cl. perfringens bila diasosiasikan secara alami dengan zat pembusukan (misalnya sarcina) atau bila terkena enzim yang berasal dari hewan secara artifisial (misalnya trypsin).

Efek ini dikaitkan dengan kemampuan protease untuk mengaktifkan protoksin, yaitu prekursor toksin epsilon tipe B dan D dan toksin iota tipe E Cl. perfringens.

Virulensi mikroorganisme dikaitkan dengan toksigenisitas dan invasif.

Toksigenisitas (Yunani toxicum - racun dan Lat. genus - asal) adalah kemampuan mikroba untuk membentuk racun yang mempunyai efek berbahaya pada makroorganisme dengan mengubah fungsi metabolismenya.

Invasif (Latin invasio - invasi, serangan) adalah kemampuan mikroba untuk mengatasi hambatan pelindung tubuh, menembus organ, jaringan dan rongga, berkembang biak di dalamnya dan menekan pertahanan makroorganisme. Sifat invasif bakteri patogen disediakan oleh enzim mikroba (hyaluronidase), kapsul dan komponen kimia mikroba lainnya.

Faktor utama virulensi mikroba. Faktor virulensi dipahami sebagai mekanisme adaptif patogen penyakit menular terhadap perubahan kondisi makroorganisme, disintesis dalam bentuk molekul struktural atau fungsional khusus, yang dengannya mereka berpartisipasi dalam pelaksanaan proses infeksi. Menurut signifikansi fungsionalnya, mereka dibagi menjadi empat kelompok: 1) enzim mikroba yang mendepolimerisasi struktur yang mencegah penetrasi dan penyebaran patogen ke dalam makroorganisme; 2) struktur permukaan bakteri yang memudahkan fiksasinya dalam makroorganisme; 3) struktur permukaan bakteri yang mempunyai efek antifagositik; 4) faktor patogenisitas dengan fungsi toksik.

Kelompok pertama meliputi:

Hyaluropidase. Kerja enzim ini terutama terbatas pada peningkatan permeabilitas jaringan. Kulit, jaringan subkutan, dan jaringan intermuskular mengandung mukopolisakarida dan asam hialuronat, yang memperlambat penetrasi zat asing melalui jaringan tersebut, bahkan dalam keadaan cair. Hyaluronidase mampu memecah mukopolisakarida dan asam hialuronat, sehingga permeabilitas jaringan meningkat dan mikroorganisme bebas berpindah ke jaringan dan organ dasar tubuh hewan. Enzim ini disintesis oleh Brucella, streptokokus hemolitik, clostridia dan mikroorganisme lainnya.

Fibrinolisis. Beberapa strain streptokokus hemolitik, stafilokokus, dan yersinia mensintesis fibrinolisin, yang mengencerkan bekuan darah padat (fibrin). Hyaluronidase dan fibrinolysin meningkatkan kemampuan mikroba patogen untuk menggeneralisasi proses dan menghilangkan hambatan kimia-mekanis terhadap penetrasi mikroba jauh ke dalam jaringan.

Neuramidase memecah asam sialat terminal yang terkait dengannya melalui ikatan glikosidik dari berbagai karbohidrat, yang mendepolimerisasi struktur permukaan yang sesuai dari sel epitel dan sel tubuh lainnya, mengencerkan sekret hidung dan lapisan mukosa usus. Ini disintesis oleh paststrellas, yersinia, beberapa clostridia, strepto-, diplococci, vibrio, dll.

DNase (deoksiribonuklease) mendepolimerisasi asam nukleat, yang biasanya muncul selama penghancuran leukosit pada fokus inflamasi di tempat penetrasi mikroba. Enzim ini diproduksi oleh stafilokokus, streptokokus, clostridia dan beberapa mikroba lainnya.

Collagechase menghidrolisis peptida yang mengandung prolin yang ditemukan dalam kolagen, gelatin, dan senyawa lainnya. Akibat rusaknya struktur kolagen, terjadi pencairan seluruh jaringan otot. Mereka menghasilkan enzim Clostridium maligna edema, terutama Clostridium histolyticum.

Koagulase. Plasma darah sitrat atau oksalat manusia dan hewan dengan cepat menggumpal dengan strain Staphylococcus aureus yang mematikan, beberapa strain Escherichia coli dan Bacillus subtilis memiliki sifat yang sama. Koagulasi darah sitrat atau oksalat terjadi karena produksi enzim koagulase oleh mikroorganisme yang terdaftar.

Kelompok kedua mencakup mikroorganisme patogen di mana terdapat vili, flagela, pili, asam ribito-teichoic dan lipoteichoic, lipoprotein dan lipopolisakarida, yang berkontribusi pada fiksasinya dalam makroorganisme. Fenomena ini disebut adhesi, yaitu kemampuan suatu mikroba untuk mengadsorpsi (menempel) pada sel-sel sensitif. Kelengketan diekspresikan dengan baik pada Escherichia (strain K-88, K-99), yang menghasilkan antigen protein yang sesuai yang memungkinkan bakteri menempel pada selaput lendir usus kecil, menumpuk di sini dalam jumlah besar, menghasilkan racun dan dengan demikian menginfeksi makroorganisme.

Kelompok ketiga mencakup bakteri yang mengandung struktur permukaan yang memiliki efek antifagositik. Ini termasuk protein A dari Staphylococcus aureus, protein M dari streptokokus piogenik, antigen vi dari Salmonella, lipid dari faktor tali pusat Mycobacterium tuberkulosis, dll. Mekanisme kerja antifagositik mikroba ini tidak dijelaskan oleh toksigenisitas. , tetapi karena kemampuannya untuk memblokir antibodi (opsonin) atau fraksi komplemen individu (misalnya, C3), yang mendorong fagositosis.

Basil antraks dan pneumokokus dapat mensintesis kapsul yang menonjol, terlihat jelas pada apusan sidik jari yang dibuat dari bahan patologis segar atau dari kultur yang ditumbuhkan dalam media serum. Telah terbukti bahwa zat kapsul - polisakarida dalam pneumokokus, polipeptida asam d -glutamat dalam basil antraks - bukanlah penghalang mekanis sederhana terhadap cairan bakterisida tubuh, bahan kimia, bahan obat, antibiotik; Kapsul dan substansinya melindungi bakteri dari pencernaan. Kapsul ini menekan fagositosis bakteri, memastikan ketahanannya terhadap antibodi dan meningkatkan sifat invasifnya. Misalnya, basil antraks pembentuk kapsul tidak difagositosis, sedangkan varian non-kapsul mudah difagositosis.

Faktor patogenisitas mikroba antraks ini sangat penting sehingga digunakan sebagai kriteria untuk menilai derajat virulensi patogen antraks, dan dalam praktik kedokteran dan kedokteran hewan (IMS dan VGNKI) terhadap penyakit ini, yang merupakan suspensi yang layak. spora strain basil antraks non-kapsular, berhasil digunakan.

Kelompok faktor patogenisitas ini mencakup struktur kapsul non-toksik dan non-antigenik dari beberapa streptokokus (misalnya, kelompok A), yang dibuat dari asam hialuronat. Karena kesamaannya dengan substansi antar sel makroorganisme, mereka mungkin tidak dikenali oleh inang dan tetap tidak difagositosis.

Kelompok keempat termasuk racun. Di antara racun yang berasal dari mikroba, ekso dan endotoksin dibedakan. Eksotoksin adalah racun yang sangat aktif yang dikeluarkan oleh suatu mikroorganisme sepanjang hidupnya sebagai produk metabolisme ke lingkungan (tubuh hewan, tabung reaksi dengan kultur mikroba). Endotoksin adalah zat yang kurang beracun dibandingkan eksotoksin dan terbentuk sebagai hasil pemecahan sel mikroba. Oleh karena itu, endotoksin adalah fragmen atau komponen kimia individu sel mikroba.

Eksotoksin terutama dibentuk oleh mikroorganisme gram positif (agen penyebab botulisme, tetanus, infeksi gas, dll.), dan endotoksin dibentuk oleh sel mikroba gram negatif (salmonella, E. coli, Proteus, dll.).

Faktor patogenisitas merupakan bahan pembawa yang menentukan kemampuan mikroba dalam menyebabkan proses infeksi. Studi tentang faktor patogenisitas memungkinkan kita untuk memahami bagaimana mikroba patogen berbeda dari mikroba non-patogen dan bagaimana makroorganisme yang rentan berbeda dari mikroba yang tidak rentan. Berbeda dengan saprofit, mikroba patogen, untuk mengatasi hambatan alami makroorganisme dan hidup di dalamnya, harus mempunyai kemampuan melekat dan berkoloni, invasif, yaitu kemampuan mengatasi hambatan pelindung makroorganisme, menembus ke dalam lingkungan internal. makroorganisme di luar pintu masuk infeksi dan penyebaran di jaringannya, penetrasi ke dalam sel makroorganisme (penetrasi), dan juga memiliki agresivitas, yaitu kemampuan untuk menekan reaktivitas nonspesifik dan spesifik tubuh akibat agresor yang mengganggu pertahanan. faktor makroorganisme, termasuk melawan fagositosis. Saat ini, istilah “invasif”, yang berarti kemampuan untuk bertahan dalam suatu makroorganisme dan berkembang biak di dalamnya, juga digunakan dalam kaitannya dengan parasit ekstraseluler, seperti stafilokokus, streptokokus, pseudomonad, dll. Selain itu, mikroba patogen harus memiliki efek toksik. pada makroorganisme. Masing-masing fungsi ini diwujudkan oleh mikroba patogen menggunakan struktur khusus yang terdiri dari makromolekul, yang merupakan bahan pembawa patogenisitas, yang menentukan kekhususan proses infeksi. Kekhususannya didasarkan pada mekanisme pengenalan biologis berdasarkan prinsip komplemen