Генетика и особенности вирулентности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Микробиология, эпидемиология и инфекционные болезни»







Курсовая работа
по дисциплине “Микробиология, вирусология”
на тему:
«Генетика и особенности вирулентности»
	
Специальность – 31.05.01 Лечебное дело


Выполнила: ст. 16лл19  гр.  2 курса
Утаева Саламат
Проверила: старший преподаватель кафедры
Мельников Л.В.
Работа защищена с оценкой ___________
Преподаватель ___________
Дата защиты ___________




Пенза 2018

Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
I.Генетика бактерий……………………………………………………………….5
     1. Генетический материал бактерий………………………………………5
     2. Мутации…………………………………………………………………..8
     3.Рекомбинации у бактерий……………………………………………...11
II.Особенности вирулентности бактерий………………………………………16
1. Патогенность и вирулентность прокариот…………………………..16
2. Патогенез бактериальной инфекции…………………………………20
3. Защита от микробной инвазии и агрессия…………………………...22
Заключение……………………………………………………………………….25 
Список литературы………………………………………………………………26


     Введение
     Современные научные данные о структуре и свойствах гена определяют, что он служит носителем жизни. Ген представляет собой универсальную организационную структурную единицу живой материи, которая обеспечивает единство и многообразие всех форм существования жизни на Земле, ее непрерывность и эволюцию. С одной стороны, ген является носителем наследственной информации и обеспечивает передачу признаков от родителей к потомству, с другой стороны, он же определяет и наследственную изменчивость организмов, тем самым способствуя биологической эволюции. Именно поэтому ген и его свойства являются объектом пристального внимания ученых, предметом научных исследований.
     Чтобы установить генетические изменения у живых существ, определить влияние на них разных факторов среды, необходимы не только знания и условия, но и время. Установить изменения в разных поколениях животных не всегда представляется возможным, так как для этого часто не хватает человеческой жизни. Поскольку генетический код един для всех живых существ, то, выявляя поведение гена у одних организмов, можно делать выводы о его поведении и у других организмов. Ученые обратили внимание на микроорганизмы, потому что жизненный цикл плазмид, вирусов, бактерий очень короток по сравнению с другими, сложно устроенными живыми существами, и это дает возможность в короткие сроки увидеть их изменения в связи с различными воздействиями на их генетические структуры. Микроорганизмы – очень удобные объекты для генетического анализа, так как опыты можно проводить в короткие сроки на огромном числе особей, и они не требуют много места. [6].
     Вирулентность — количественная мера или степень патогенности, измеряемая в специальных единицах DLM и LDS0. 1 DLM (лат Dosis letalis minima) ,— минимальная смертельная доза, равная наименьшему количеству микробных клеток, которое при определенном способе заражения вызывает гибель 95% восприимчивых животных определенного вида, веса и возраста в течение заданного времени LDS0, вызывающая гибель 50% зараженных животных, является более точной дозой.
     Можно сделать вывод на основании вышесказанного, что вирулентность является фенотипическим признаком, реализующимся в организме хозяина. Вирулентность следует рассматривать как комплекс разных признаков. Патогенность также связана с токсигенностью — способностью бактерий образовывать и во многих случаях секретировать токсины. Отсюда первых назвали эндотоксинами, а вторых — экзотоксинами. Вирулентные и токсические свойства возбудителя тесно связаны между собой. Одни и те же
     виды микроорганизмов могут последовательно проявлять как свою вирулентность, так и токсичность.
     Особенно это касается многих грамотрицательных бактерий, образующих эндотоксин. [4].
     

     I.Генетика бактерий
     I.1.Генетический материал бактерий
     Генетика микроорганизмов как доктрина наследственности и изменчивости имеет характерные черты, соответствующие их структуре и биологии. Наиболее изучена генетика бактерий.
     Бактериальная клетка имеет один набор генов (без аллелей). Хромосомы расположены свободно в цитоплазме, не отделены от нее никакими мембранами, а связаны с конкретными рецепторами на цитоплазматической мембране. Хромосома бактерий представляет собой полинуклеотид - две полинуклеотидные цепи ДНК длиной 1000 мкм и молекулярную массу около 1,5-2 * 109 Д. Она супер-супер-индивидуализирована и чаще всего закрыта в кольце: содержит от 3000 до 5000 гены. Дублирование хромосомы обычно сопровождается ее разделением. Некоторые виды (например, Brucella melitensis) последовательно содержат две кольцевые хромосомы, другие (Leptospira interrogans) - одну кольцевую хромосому и одну большую плазмиду, третью - одну линейную хромосому (Streptomyces ambofaciens), то есть они имеют сложные геномы.
     Некоторые бактерии содержат внехромосомную ДНК и мигрирующие генетические элементы. Экстрахромосомные факторы бактериальной наследственности представлены плазмидами, интеркалярными последовательностями и транспозонами. Все они образованы молекулами ДНК, которые отличаются молекулярной массой, кодирующей емкостью и способностью к автономной репликации. [6].
     Плазмиды представляют собой фрагменты ДНК, несущие от 40 до 50 генов. По определению А.И. Коротяева, плазмиды - простейшие организмы, лишенные оболочки, собственные системы синтеза белка и мобилизация энергии, и представляют собой особый класс абсолютных внутриклеточных паразитов, которые придают свои свойства бактериям-хозяевам. Изолируют автономные и интегрированные плазмиды. Автономные плазмиды существуют в цитоплазме бактерий и способны воспроизводить себя; в их клетке может быть несколько экземпляров.

     Интегрированные плазмиды воспроизводятся одновременно с бактериальной хромосомой. Плазмиды выполняют регуляторные или кодирующие функции. Регуляторные плазмиды компенсируют определенные дефекты в метаболизме бактериальной клетки, интегрируются в поврежденный геном и восстанавливают его функции. Кодирующие плазмиды вводят новую генетическую информацию, кодирующую необычные свойства (например, устойчивость к антибиотикам) в бактериальную клетку.
     Классификация плазмид по свойствам, которыми они наделяют своих носителей.
     Группа
     Свойства
     F-плазмиды (англ. fertility - плодовитость)
     R-плазмиды (англ.resistance - устойчивость)
     Col-плазмиды
     Ent-плазмиды
     Hly-плазмиды
     Биодеградативные плазмиды
     Криптические плазмиды
     доноры генетического материала
     устойчивость к лекарственным препаратам и к тяжелым металлам
     синтез колицинов
     синтез энтеротоксинов
     синтез гемолизинов
     разрушение различных органический и неорганических соединений, в том числе содержащих тяжелые металлы
     не содержат генов, которые можно было бы обнаружить по фенотипическому проявлению
     Мигрирующие генетические элементы представляют собой отдельные части ДНК, которые могут осуществлять собственную транспозицию (перенос) в геноме или переходить от одного генома к другому (например, от плазмиды до бактерий). Транспозиция связана с способностью мигрирующих элементов кодировать определенный элемент рекомбинации - транспозазы. К ним относятся последовательности вставки, транспозоны и эпизоды.
     Вставки (IS-элементы) состоят из 800-1500 пар оснований. Они не независимо кодируют распознаваемые фенотипические признаки, их функции - регуляция активности генов, индукция мутаций, таких как делеции или инверсии, координация взаимодействия плазмид, транспозонов и профагов друг с другом и с бактериальной хромосомой.
     Транспозоны (Tn-элементы) - более крупные сегменты ДНК, в дополнение к генам, которые обеспечивают их транспонирование, содержат другие гены, например гены устойчивости к лекарственным средствам. Транспозоны встречаются в геномах плазмид, вирусов, прокариотов и эукариот.
     Эпизомы представляют собой еще более крупные и более сложные саморегулируемые системы, которые содержат элементы ИС и транспозоны и способны реплицироваться в любом из двух альтернативных состояний - автономном или интегрированном - в хромосому клетки-хозяина. Эпизомы включают различные умеренные лизогенные фаги: у них есть собственная белковая оболочка и сложный цикл размножения. Это также могут быть вирусы, у которых есть способность в неповрежденной форме переходить от одного генома к другому.
     Все вышеперечисленные особенности генетического материала бактерий вызывают множество изменений генотипа и различных фенотипических свойств. Изменение генотипа в результате мутации генов или их рекомбинации лежит в основе генотипической изменчивости микроорганизмов.
     Генотипическая изменчивость может быть мутационной, вызванной изменениями ДНК под влиянием мутагенов, и комбинационной, связанной с процессом образования новых комбинаций генов в генотипе. [7]
     I.2.Мутации
     Термин «мутация» был предложен де Врисом в 1901 году как понятие «спазматическое изменение унаследованной черты» при изучении наследственности в растениях. Позднее Бейеркин распространил это понятие на бактерии. Мутация - это изменение первичной структуры ДНК, которое проявляется наследственно фиксированной потерей или изменением признака или группы симптомов.
     Мутации в бактериях обнаруживаются путем изменения любого известного признака, например, способности синтезировать аминокислоту, чувствительности к антибиотикам и т. Д. Существуют различные типы мутаций. По происхождению мутации могут быть спонтанными и индуцированными.
     Мутации в микроорганизмах в течение длительного времени не были распознаны, все фенотипические изменения интерпретировались как адаптация. Это убедительное доказательство независимости мутаций от внешних факторов, то есть доказательств их спонтанного характера. Это сделали ряд исследователей: С. Лорн и М. Дельбрюк (1943), Х. Ньюкомб (1949) и другие ученые, которые использовали метод реплик, предложенный Э. и Л. Ледербергом (1952) для идентификации мутантов. Чтобы доказать спонтанные мутации у бактерий, Ньюкомб использовал тест перераспределения. Культуру Escherichia coli, чувствительную к фагу, высевали на дно чашки с питательным агаром и инкубировали за 6 часов до появления микроколоний. Затем, на некоторых чашках, колонии были перераспределены шпателем, остальные чашки оставались нетронутыми (контроль). После этого все блюда инокулировали фагом, повторно инкубировали и подсчитывали количество колоний, выращенных из фагоустойчивых клеток. Оказалось, что на чашках, где было перераспределение, оно было намного больше, чем на контрольных блюдах. Если фагорезистентные мутанты появились только при контакте с фагом (прямая адаптация), то количество колоний в экспериментах и ??контрольных блюдах было бы примерно одинаковым. Если они возникают спонтанно до контакта с фагом, в зависимости от времени их образования может появиться колония мутантных клеток, при перераспределении которой каждая из них даст колонию устойчивых к фагу клеток. Поэтому на пластинах, где проводилось перераспределение, число таких колоний оказалось значительно большим. Результаты экспериментов Г.Ньюкомба, а также более ранние - С.Лурия и М.Дельбрук, доказали спонтанность мутаций в микроорганизмах и несогласованность гипотезы о «прямой адаптации».
     Спонтанные мутации в популяции бактерий происходят регулярно без какого-либо экспериментального вмешательства. Они вызваны ошибками репликации, неправильным образованием комплементарных пар оснований или структурными искажениями ДНК под действием естественных мутагенов. В качестве возможной причины спонтанных мутаций у бактерий учитываются случайные ошибки, когда нуклеотиды включены во время репликации ДНК. Например, тимин, который обычно находится в форме оксо и образует водородные связи в аденине, может превращаться в форму енола, а затем он связывается с гуанином. В результате новая новая пара GC появляется в новой молекуле ДНК в месте, где ранее находился пара TA. Есть спонтанные мутации довольно редко, в среднем их частота составляет 10-4-10-11, т. Е. Изменяется одна клетка на 104-1011 клетки. Новые мутанты быстро формируют стабильное население. Мутант может иметь обратную мутацию, в результате которой исходный генотип восстанавливается, но такие мутации встречаются гораздо реже, чем прямые мутации. Возвращение к первоначальному фенотипу может произойти в результате вторичной мутации, которая возникает в области ДНК, удаленной от первой мутации. Такие мутации называются суперпреспами.
     Индуцированные мутации происходят на более высокой частоте. Они возникают в результате действия различных мутагенов: химических, физических или биологических. Возможность искусственного индуцирования мутаций была впервые показана GA. Надсон и Г. Филиппов (1925). Они впервые обнаружили мутагенный эффект рентгеновских лучей на дрожжах. В 1927 году Х. Меллер подтвердил возможность индуцированного мутагенеза на плодовой мухе. Позднее, в 1938 году, И. Раппопорт обнаружил, что химические вещества также вызывают мутагенез.
     Что касается генетической структуры, то три класса мутантов отличаются следующими дефектами: 1) одна базовая пара заменяется другой (переходы и трансверсии); 2) в нуклеотидную последовательность включена дополнительная пара оснований или потеряна одна из существующих пар (мутации с сдвигом кадров); 3) группа оснований или генов может быть потеряна (делеция), перемещена внутри хромосомы (транспозиция) или сломана путем вставки посторонней ДНК (вставки). [5].
     Одной из форм мутации является диссоциация - появление в популяции микроорганизмов индивидуумов, которые отличаются от первоначального появления и структуры колонии: S- и R-формы. S-образные колонии (английский гладкий - гладкий) - круглый, влажный, с блестящей гладкой поверхностью, гладкие края; R-формы (английские грубые - грубые) образуют колонии неправильной формы, непрозрачные, сухие с зубчатыми краями и грубой неровной поверхностью. Ряд свойств соответствует разному появлению колоний. Чаще всего S-формы более вирулентные, клетки имеют нормальную морфологию, биохимически более активны, обычно выделяются в остром периоде заболевания; капсульные виды - хорошо развитые капсулы, у подвижных видов - жгутики. Гладкие и грубые колонии представляют собой экстремальные формы диссоциации, между которыми могут возникать переходные формы. Считается, что в этом случае мутации влияют на гены, которые контролируют синтез липополисахаридов стенки бактериальных клеток. Диссоциация обычно обнаруживается в стареющих культурах как в искусственных, так и в естественных условиях, например, в патогенных микроорганизмах. Большинство из них имеют полноценные свойства, находящиеся в S-форме, но есть исключения: для микобактерий туберкулеза, сибирской язвы и возбудителя чумы нормальная R-форма.
     Влияние мутаций на свойства фенотипа обычно проявляется в изменении структуры белка из-за нарушений транскрипции или трансляции. Судьба мутантных организмов зависит от степени сохранения их жизнеспособности. Мутации, связанные с приобретением лекарственной резистентности, дают микроорганизмы важные избирательные преимущества в контексте широкого использования антибиотиков и других химиотерапевтических средств. На практике мутагенез используется для получения и улучшения полезных свойств микроорганизмов. Например, после контакта с производителем пенициллина были получены штаммы, которые по своей активности в сотни раз превышали первоначальные: при создании оптимальных условий роста биосинтез пенициллина увеличивался в 10 000 раз, рибофлавин - 20 000, цианокобаламин - в 50 000 раз , В настоящее время почти все антибиотики производятся с использованием мутантных штаммов. Среди производителей аминокислот особое место занимает биохимический мутант лизина. Он синтезирует в 300-400 раз больше лизина, чем природные штаммы. Использование мутантов в производстве аминокислот микробиологическими методами заменяет промышленные методы химического синтеза аминокислот и их выделение из белкового гидролизата. [7].
     I.3. Рекомбинация у бактерий.
     Рекомбинации в бактериях происходят во время трансформации, конъюгации и трансдукции. Эти три метода генетического обмена обеспечивают перенос ДНК из донорных бактерий в бактерии-реципиента. Рекомбинанты имеют признаки клеток-реципиентов и доноров, но поскольку только небольшая часть генетического материала переносится в клетку-реципиент, рекомбинанты обычно сохраняют генотип реципиента, приобретая только отдельные признаки донора. [5].
     Исторически, перед другими, феномен трансформации описывается бактериями. Трансформация (трансформация, реструктуризация) - это процесс передачи части генетического материала ДНК, содержащей одну пару нуклеотидов из донорной клетки в клетку-реципиент.
     Трансформация была открыта в 1928 году английским ученым Ф. Гриффитсом. Он установил превращение инкапсулированного пневмококка типа R в капсульный вирулентный S-тип. Заражая мышей смешанной суспензией живых, инкапсулированных авирулентных пневмококков и жарких капсульных вирулентных пневмококков, Гриффитс наблюдал смерть животных, а затем изолировал их кровь, а также капсульные пневмококки без капсул. Автор пришел к выводу, что некапсулярные варианты приобрели способность образовывать капсулу под действием капсульных пневмококков, несмотря на то, что последние были мертвы.
     В 1931 году М. Доусон и Р. Сиа описали аналогичную трансформацию in vitro, выращивая клетки R-типа в бульоне, содержащем пневмококковые клетки S-типа, убитые при нагревании.
     Такое преобразование бескапсулярных пневмококков наблюдалось многими исследователями, но природа трансформирующего агента оставалась неизвестной. И только в 1944 году О. Эйвери и его сотрудники изолировали трансформационное вещество от капсульных убитых пневмококков и исследовали его свойства. Он оказался чувствительным к ДНК-асу, и этот факт был доказательством того, что трансформация вызывает ДНК. 
     В процессе трансформации выделяют несколько стадий:
     1. присоединение ДНК к поверхностным рецепторам реципиентной клетки;
     2. проникновение ДНК в клетку-реципиент;
     3. превращение проникшей двухцепочечной ДНК в одноцепочечную;
     4. включение участка ДНК клетки-донора в хромосомные структуры клетки-реципиента;
     5. фенотипическое выражение поглощенного гена.
     Трансформация происходит только при определенных условиях и физиологическом состоянии клетки, которая называется «состояние готовности». Оптимальная температура преобразования составляет 29-320С. Частота трансформации выше, если донором и реципиентом являются бактерии одного и того же вида. Однако трансформация может происходить между бактериями разных видов, но с очень низкой частотой образования трансформантов. Через трансформацию переносят различные свойства: образование капсул, устойчивость к антибиотикам, способность синтезировать аминокислоты, витамины и т. Д.
     Трансдукция - это передача генетического материала из одной клетки в другую мягким бактериофагом. Трансдукция была обнаружена в 1952 году Н. Зиндером и Э. Ледербергом. В процессе размножения некоторых фагов небольшие фрагменты бактериальной ДНК входят в геном новообразованного фага. После проникновения такого фага в клетку-реципиент генетический материал переносится и происходит его последующая рекомбинация.
     Существует три типа трансдукции: общий (неспецифический), специфический и абортивный. Фаги, осуществляющие общую трансдукцию, могут переносить любые хромосомные гены и включаться в любую часть хромосомы-реципиента. То есть с общей трансдукцией любые знаки могут передаваться без каких-либо предпочтений. Фаги специфической трансдукции могут включать только отрезок хромосомы, расположенный в ее геноме, тогда как у нее есть определенная точка привязки на хромосоме, поэтому она может захватывать строго определенную область хромосомы бактерии и передавать ее в клетку-реципиент. Таким образом, при специфической трансдукции клетка получает строго определенные гены. При абортивной трансдукции часть ДНК донорной клетки, переносимая фагом в клетку-реципиент, не входит в хромосому, а находится в цитоплазме. При делении ячейки этот фрагмент передается только одной дочерней ячейке, и только эта ячейка несет новое свойство.
     Конъюгация (спаривание) - передача генетического материала от донора в клетку-реципиент, когда они находятся в прямом контакте. Конъюгация проводится только между клетками разного пола, которая определяется у бактерий наличием или отсутствием сексуального F-фактора. Он является круговой молекулой ДНК плазмиды. Бактерии, содержащие F-фактор (F +), являются бактериями мужского типа и служат донорами генетического материала. У других нет F-фактора (F-) - это бактерии женского типа, они являются реципиентами. [6].
     Явление конъюгации было впервые обнаружено в Escherichia coli и описано в 1946 году Дж. Ледербергом и Э. Татумом. Наиболее убедительные доказательства образования генетических рекомбинантов в результате конъюгации были получены Б. Дэвисом. Один ауксотрофный штамм бактерий помещался в один локоть U-образной трубки, разделенной стеклянным пористым бактериальным фильтром, в другой. Наличие пористого фильтра устраняло физический контакт бактерий, но не предотвращало диффузию трансформирующих веществ от одного колена к другому. Через некоторое время бактерии высевались из содержимого каждого колена до минимальной среды, но ни один не был обнаружен в одном рекомбинанте. Когда оба родительских штамма были посеяны в одном и том же колене трубки, что позволило клеткам вступить в непосредственный контакт, появились рекомбинанты. В 1957 году присутствие такого контакта между клетками наблюдалось с помощью электронного микроскопа. Позже было обнаружено, что конъюгирующие клетки связаны через конъюгационный мост, образованный половым ворсом F-пили донорной клетки.
     Более близкое сближение способствует сокращению половых ворсинок или вовлечению их в донорскую клетку. Капсулу-реципиенту доводят до донора до тех пор, пока стенки ячейки не контактируют напрямую. Репликация ДНК осуществляется механизмом «катящегося кольца». Когда клетки контактируют, одномоментный разрез происходит в молекуле ДНК, и двойная цепь начинает раскручиваться. Одна из цепей, начиная с 5'-конца, переносится в ячейку-получатель, другая остается в доноре. Одновременно с переносом происходит репликация ДНК. Таким образом, одна цепь передается от донора к реципиенту, но в процессе передачи она завершается и ковалентно закрывается в кольцевой структуре. Затем, посредством генетической рекомбинации, он включается в хромосому реципиента, реплицируется и в результате деления клеток образуется рекомбинантное потомство. Донорская клетка передает только часть своего генома, в результате чего образуется мерозигот, который содержит весь геном реципиента и только фрагмент донорного генома. Сопряжение является однонаправленным процессом, то есть передача генетического материала происходит в одном направлении - от донорной (мужской) клетки до реципиентной (женской) клетки. [6].
     В зависимости от состояния F-фактора и его положения в клетке выделяются три типа донорных клеток: F +, Hfr и F`. В клетках первого типа F-фактор находится в свободном состоянии. При пересечении F-факторы переносятся, а F-клетки трансформируются в донорные. Второй тип (Hfr) донорных клеток - из клеток F + в результате включения F-фактора в бактериальную хромосому. Это делается с помощью IS-элементов и транспозонов. Hfr-штаммы, пересекающие гены с F-клетками, передают гены с частотой, которая в 1000 раз больше, чем клетки F +, то есть в этом случае гораздо больше рекомбинантов обнаруживается у потомства, чем при пересечении F + и F-. И эти рекомбинанты почти всегда женственны, то есть F-фактор не передается. В третьем типе (F`) F-фактор может спонтанно отделиться от хромосомы, перейти в свободное состояние, унося хромосомные маркеры (гены). То есть в этом случае передаются как F-фактор, так и хромосомные маркеры ДНК донорной клетки. [5].


     II.Особенности вирулентности бактерий
     II.1.Патогенность и вирулентность прокариот
     Первая информация о патогенных микроорганизмах - возбудителях инфекционных заболеваний человека была получена благодаря работам Луи Пастера и Роберта Коха. Работа по изучению возбудителя сибирской язвы Пастер и возбудителя туберкулеза Кох заложила основы современной медицинской микробиологии. [9].
     Роберт Кох разработал методы работы с микроорганизмами, которые являются основой микробиологических методов в наше время. Он разработал методы микробиологических исследований, в том числе микрофотографию. Кох предложил культивирование микроорганизмов на плотных питательных средах различных составов и создал метод чистых культур в качестве основного метода лабораторного культивирования микроорганизмов. Стало возможным изучить не только морфологию, но и физиологические и биохимические свойства микробов, определить их способность вызывать заболевание у подопытных животных. Роберт Кох сформулировал условия, позволяющие доказать связь определенного микроорганизма с инфекционным заболеванием (постулат Коха).
     Постулаты Коха.
     - Микроорганизм постоянно находится в организме больных людей (или животных) и отсутствует у здоровых людей;
     - микроорганизм должен быть изолирован от больного человека или животного, и его штамм должен вырасти в чистой культуре;
     - При заражении культурой чистого микроорганизма заболевает здоровый человек (или животное);
     - Микроорганизм должен быть повторно изолирован от экспериментально инфицированного животного или человека [8].
     Понятие патогенности определяется как способность микроорганизмов вызывать заболевание, патоген-патоген [3]. Для многих патогенов характерна совместная эволюция с организмом хозяина (совместная эволюция взаимодействия паразит-хозяин). Такое коэволюция обеспечивает оптимальное регулирование вирулентности, поскольку чрезмерная патогенность приводит к гибели организмов-хозяев и, следовательно, к смерти паразита. Кроме того, совместная эволюция включает эволюцию патогенов, направленных на защиту от иммунитета хозяина. Гены, кодирующие факторы патогенности, часто локализуются в геноме микроорганизмов в форме островков патогенности, что облегчает перенос генов патогенности с подвижными элементами и во время конъюгации [3].
     Термин «инфекция» - это рост и размножение паразита внутри хозяина.
     Заразное заболевание - это изменение состояния здоровья или неспособность тканей или органов выполнять свои нормальные функции в результате присутствия паразитарных организмов или их продуктов. Различают первичные (очевидные) и оппортунистические патогены (часть нормальной микрофлоры).
     Эффект отношения паразит-хозяин определяется:
     - количество МО, которое заразило тело
     - степень патогенности (вирулентность);
     - Защита владельца.
     Инфективность = (количество патогенов * вирулентность) / (сопротивление хозяина)
     Вирулентность - интенсивность или степень патогенности. Он определяется структурой поверхности, антигенами. Факторы вирулентности (капсулы, пилы, токсины).
     3 критерия вирулентности: инвазивность (способность проникать в организм хозяина), инфекционность (способность создавать очаги инфекции), патогенный потенциал (степень повреждения). Патогенный потенциал - токсигенность - способность продуцировать токсины [4].
     Вирулентность как степень патогенности является ключевым понятием для возбудителей инфекционных заболеваний [2]. В классической монографии В.Г. Петровская определяет патогенность как свойство таксономического вида, которое позволяет отделять микроорганизмы от патогенных, условно-патогенных и сапрофитов; Вирулентность является синонимом патогенности, но в применении к определенным штаммам видов микроорганизмов. В современных определениях вирулентности инфекционных агентов указывается, что вирулентность определяется как относительная способность патогена преодолевать защитные барьеры макроорганизма. Это означает, что вирулентность зависит как от свойств самого инфекционного агента, так и от чувствительности (восприимчивости) или иммунологической устойчивости организма-хозяина. Вирулентность может колебаться в значительной степени внутри одного вида микроорганизмов. При сохранении инфекционного агента в лаборатории его вирулентность часто ослабляется, что используется при производстве вакцины. Изменения в вирулентности как на стороне усиления, так и на ослаблении также могут быть достигнуты в результате мутагенных эффектов на инфекционный агент. [1].
     Одним из основных механизмов вирулентности микроорганизмов является его способность адаптироваться к организму хозяина. Чем более выражена эта способность, тем вероятнее развитие инфекции.
     Адаптация является неотъемлемой чертой, основанной на перестройке метаболизма микроорганизма, адекватной новым условиям его существования.
     В дополнение к адаптации, обязательным проявлением вирулентности является агрессия по отношению к телу хозяина, которая проявляется в интоксикации и различных воспалительных и некротических изменениях [2].
     Следует подчеркнуть, что вирулентность патогена не существует сама по себе, но она всегда реализуется только в системе хозяин-патоген, и поэтому ее уровень наиболее близко зависит от чувствительности или устойчивости макроорганизма к этой инфекции [2].
     Более того, определения A. Casadevall и L. Pirofski указывают на то, что вирулентность является отражением результатов взаимодействий хозяин-микроб в восприимчивом организме, а не стабильной или предсказуемой особенностью микроорганизма. Эта ситуация особенно важна для вирулентности туберкулеза микобактерий, поскольку первичность макроорганизма в этом заболевании не вызывает сомнений [2].
     Таблица 1. Различные инфекционные процессы.
     Тип
     Определение
     Абсцесс
     Локализованное воспаление.
     Острая
     Быстро протекающая, тяжелая.
     Бактеремия
     Присутствие живых бактерий в крови.
     Хроническая
     Персистирующая длительное время.
     Скрытая
     Субклиническая, безсимптомная.
     Перекрестная
     Вызванная инфицированием различными патогенами.
     Фокальная
     В описанной области.
     Ятрогенная
     Вызванная медицинским вмешательством.
     Латентная
     Персистирующая в тканях длительное время без симптомов.
     Локализованная
     В определенной анатомической зоне.
     Нозокомиальная
     Развивающаяся в больнице.
     Оппортунистическая
     Вызванная эндогенной микробиотой.
     Первичная/вторичная
     Первая инфекция, облегчает доступ другими патогенам.
     Сепсис
     Присутствие бактерий или их токсинов в крови или тканях.
     Септицемия
     Токсины в крови.
     Септический шок
     Сепсис, сопровождающияся гипотензией, нарушение всасывание воды, ацидоз.
     Спорадическая
     Проявляется временами.
     Системная
     Распространяется по всему телу.
     
     К факторам вирулентности относятся:
     1. адгезия - способность микроорганизма прикрепляться к клеткам организма-хозяина с помощью различных адгезинов (различные белки, тейхоиновые кислоты, липополисахариды);
     2. Вторжение - проникновение в клетки-хозяева из-за производства определенных ферментов (гиалуронидаза, нейраминидаза), а также факторы, которые препятствуют защите клеток;
     3. Адаптация к условиям макроорганизма хозяина из-за ряда механизмов, которые позволяют «убежать» от иммунологических защитных факторов, включая персистенцию, то есть переход в спящее состояние [4];
     4. Агрессия - конфронтация с защитными (иммунными) факторами макроорганизма из-за производства различных ферментов [2].
     К ним относятся протеазы (ферменты, которые разрушают иммуноглобулины), коагулазу, фибринолизин, лецитиназу (действует на фосфолипиды мембран мышечных волокон, эритроцитов и других клеток-хозяев), ряд других ферментов.
     К повреждающим факторам относится также производство экзотоксинов, которые не встречаются в микобактериях туберкулезного комплекса и эндотоксинов. [3].
     	
     II.2.Патогенез бактериальной инфекции
     Главные этапы:
     Резервуар.
     Хит хозяин.
     Прикрепление, колонизация и / или проникновение в клетки.
     Защита от иммунитета хозяина.
     Рост или завершение жизненного цикла.
     Вред для организма хозяина.
     Вернитесь к водохранилищу или новому владельцу.
     Бактериальные и вирусные патогены могут проникать в плацентарный барьер, вызывая инфекцию эмбриона. Патогенность бактерий может быть усилена факторами адгезии [10]. К ним относятся: фимбрии (на поверхности), гликокаликс или капсула (ингибирует фагоцитоз, увеличивает адгезию), выпивают (перенос наследственного материала), тейхоиновые кислоты (грамм +, повышают адгезию) [10].
     
     	Инжир. 1. Фимбрия на поверхности патогенной формы E. coli, выделенной у пациента, непатогенная, свободноживущая форма не имеет пили.
     Для успешного роста патоген нуждается в подходящей среде в организме хозяина.
     Многие патогены являются внутриклеточными паразитами (обязательными и факультативными).
     Brucella abortus - пример необязательного внутриклеточного паразита (развитого внутри макрофагов, нейтрофилов и трофобластов), можно выращивать в чистой культуре. Обязательные внутриклеточные паразиты (вирусы и риккетсия) не могут расти за пределами клетки-хозяина.
     Регулирование вирулентности. Индукция экспрессии факторов вирулентности возможна под влиянием факторов окружающей среды или фагов. Дифтерийный токсин Corynebacterium diphtheriae переносится умеренным фагом, и его экспрессия регулируется содержанием железа. Токсин Bordetella pertussis (вызывает судорожный кашель) выражается при 37 o C. Холерный токсин (Vibrio cholerae) переносится фагом [6].
     Острова патогенности. Разделы бактериального генома, кодирующего антигены вирулентности, являются островками патогенности (ОП). Во время эволюции и горизонтальной передачи генов факторы вирулентности часто организуются в «островки вирулентности». В патогенезе может быть несколько таких структур. На краях последовательности (3 'и 5') содержатся элементы ввода. Состав таких OP (содержание пара G + C,%) может значительно отличаться от общей бактериальной ДНК.
     Примером могут служить гены, кодирующие синтез специфических белков. Одна из наиболее изученных систем секреции вирулентных белков в Yersinia pestis (бубонная чума) и Yersinia enterocolitica (гастроэнтерит). У них в OP закодированных белках инъекционных и некоторых других. Инъекзиома состоит из базального тела (формация, похожая на жгутик, который включает в себя многие аналогичные субъединицы) и иглы [5].
     Инжектисома работает как АТФаза, перенося ряд белков патогена через пору. Перенос осуществляется по центральному каналу инжектисомы. «Островки патогенности» усиливают вирулентность и отсутствуют у непатогенных видов, у энтеропатогенных  E. coli присутствуют гены, которы.......................