МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 13. ПАТОГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

13.1. СВОЙСТВА ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

Пищевые продукты являются хорошей питательной средой для развития многих микроорганизмов. Среди них могут встречаться как сапрофиты — безвредные для человека микроорганизмы, населяющие внешнюю среду, так и паразиты — микроорганизмы, являющиеся возбудителями различных заболеваний. Их также называют патогенными (от греч. patos — болезнь, страдание) или болезнетворными. Продукты, контаминированные патогенными микроорганизмами, могут стать причиной пищевых инфекций или пищевых отравлений. Технологам пищевых производств, общественного питания и товароведам- пищевикам необходимо знать основные свойства патогенных микроорганизмов и источники попадания их в пищевые продукты.

Патогенность — видовой признак, передающийся по наследству (т. е. генотипический), отражающий потенциальную способность микроба проникать в макроорганизм и вызывать при соответствующих условиях инфекционное заболевание. Характерной особенностью патогенных микробов является специфичность действия — они вызывают строго определенное заболевание с характерными для него признаками.

Вирулентность (от лат. virulentus — ядовитый) — степень или мера патогенности. За единицу вирулентности условно принята минимальная смертельная доза (DLM — dosis letalis minima), означающая наименьшее количество микроорганизмов, которое при заражении восприимчивых животных вызывает 95—100 % их гибели. Обычно определяют среднюю летальную дозу (LD₅₀), при которой погибает 50 % подопытных животных.

Вирулентность может быть разной у микробов одного и того же вида. Одни штаммы более патогенны, у других патогенность выражена слабее. Вирулентность является фенотипическим признаком, который может изменяться при изменении условий внешней среды; ее можно повышать, понижать, измерять. Так, культивирование патогенных микроорганизмов на искусственных питательных средах, пассирование их через организм невосприимчивого животного, воздействие химических, физических или биологических факторов позволяет снизить их вирулентность. В частности, А. Кальметт и К. Герен путем 230 последовательных пассажей возбудителя туберкулеза бычьего вида на картофельной среде с желчью получили штамм туберкулезной палочки с ослабленной вирулентностью, который впоследствии был использован для приготовления вакцины БЦЖ. Искусственное ослабление вирулентности патогенных микроорганизмов называется аттенуацией, а штаммы патогенных микроорганизмов с искусственно сниженной вирулентностью, но сохраняющие иммуногенные свойства, называются вакцинами. Принцип получения живых вакцин был разработан в 1880 г. Л. Пастером.

Инвазионность (инвазивность) — способность патогенных микроорганизмов проникать через слизистые и соединительные ткани во внутреннюю среду хозяина и распространяться по его тканям. Для преодоления этих преград патогенные микробы выделяют агрессины — вещества, включающие и ферменты: нейраминазу, гиалуронидазу, коллагеназу, фибринолизин, лецитиназу и др., называемые факторами инвазии или факторами распространения.

Нейраминаза отщепляет сиаловые кислоты, входящие в поверхностный защитный слои слизи, изменяет поверхностный заряд мембран, транспорт катионов, что в целом нарушает функциональную активность органов и тканей.

Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, которая входит в состав соединительной ткани и придает ей прочность и непроницаемость для микробов. В результате расщепления гиалуроновой кислоты проницаемость соединительной ткани снижается, что способствует распространению микробов по организму. Гиалуронидаза обнаружена у палочек газовой гангрены, стафилококков и стрептококков, возбудителей дифтерии.

Коллагеназа вызывает распад мышечной ткани. Она обнаружена у возбудителя газовой ганрены.

Фибринолизин лизирует фибринный сгусток, образующийся в кровяном русле человека в процессе воспалительных реакций и препятствующий распространению микробов в организме. Этот фермент выделяют стрептококки, стафилококки, чумная палочка.

Лецитиназа — фермент из группы липаз — расщепляет лецитины, входящие в состав плазматической и митохондриальной мембран. Лецитиназой обладают стафилококки, бактерии рода Clostridium.

Токсинообразование. Самым важным свойством патогенных микроорганизмов является их способность вырабатывать ядовитые продукты метаболизма — токсины. Попадая в ток крови, они разносятся по организму и вызывают его отравление. Среди микробных токсинов различают экзо- и эндотоксины. Способность патогенных бактерий образовывать экзотоксины белковой природы присуща как грамположительным, так и грамотрицательным аэробным и анаэробным бактериям. Эндотоксины продуцируют, главным образом, грамотрицательные бактерии.

Экзотосины выделяются клеткой во внешнюю среду. Будучи белками, экзотоксины, как правило, термолабильны. В частности, дифтерийный токсин инактивируется при температуре 60 °С в течение часа, токсин столбнячной палочки — в течение 20 мин. Однако имеются и термостабильные экзотоксины, которые могут переносить кратковременное кипячение. Это токсины палочки ботулизма, золотистого стафилококка, палочки перфрингенс (Clostridium perfringens). Экзотоксинам свойственна высокая специфичность действия — они поражают определенные органы и ткани. В частности, токсин палочки ботулизма (Costridium botulinus) действует на черепно-мозговые нервные клетки, вызывая расстройство зрения, паралич глотательных мышц и дыхания. Дифтерийный токсин поражает сердечную мышцу и надпочечники. Многие бактерии образуют не один, а несколько токсинов, которые обладают различным действием: гемолитическим, нейротоксическим, цитотоксическим, дермонекротическим. Синтез микробных токсинов происходит под влиянием генов, локализованных в плазмидах.

Эндотоксины прочно связаны с клеткой и освобождаются только после ее гибели. Они расположены в наружной мембране клеточной стенки грамотрицательных бактерий и состоят из липополисахаридов, белка и липида А. В состав липида А входят глюкозамин, фосфат и высокомолекулярные жирные кислоты.

Эндотоксины, в отличие от экзотоксинов, более устойчивы к повышенной температуре, менее токсичны и малоспецифичны. Как правило, при поражении макроорганизма они дают однотипную картину: слабость, одышку, падение сердечной деятельности, расстройство кишечника. Малые дозы эндотоксина вызывают повышение температуры, большие — понижение ее.

Имеются микроорганизмы, которые образуют одновременно экзо- и эндотоксины: холерный вибрион, гемолитические штаммы эшерихий.