Биологические особенности хламидий и риккетсий
Федеральное Государственное
бюджетное Образовательное
Высшего Профессионального Образования
«Омский государственный Аграрный Университет им.П.А. Столыпина»
Институт Ветеринарной Медицины и Биотехнологии
Кафедра ветеринарной микробиологии, вирусологии и иммунологии
Реферат
Тема: «Биологические особенности хламидий и риккетсий»
Омск-2013
Биологические свойства хламидий и иммунологическая реакция организма на хламидийную инфекцию
Хламидии по своей
структуре и химическому
Далее по тексту под понятием хламидийная инфекция или хламидиоз подразумевается возбудитель вида Chl. trachomatis.
Описаны 2 основные формы хламидий: элементарные тельца - ЭТ (инфекционная форма) и ретикулярные тельца - РТ (вегетативная форма). ЭТ адаптированы к внеклеточному выживанию, метаболически слабо активны. РТ наоборот разрушаются во внеклеточной среде, но в клетке проявляют высокую метаболическую активность.
Проникшие в клетку, фагоцитированные
ЭТ через переходную форму превращаются
в РТ. Цикл развития хламидий протекает
в цитоплазматических включениях (ЦПВ)
в течение 40 - 72 часов и обычно
завершается разрывом мембраны включения.
Содержимое включения (фагосомы, где находятся
ЭТ) поступает в межклеточное пространство
и далее ЭТ инвазируют новые клетки. Специфической
особенностью хламидийной инфекции является
неполный фагоцитоз, то есть не происходит
уничтожения патогенной бактерии. Это
стало возможным за счет способности ЭТ
продуцировать антилизосомальные ферменты,
которые препятствуют перевариванию содержимого
фагосомы клетки хозяина. Взаимодействие
ЭТ с клетками крови - лимфоцитами и макрофагами
не всегда заканчивается их лизисом, что
способствует их циркуляции по лимфо-
и кровотоку [13]. Это ведет к подострым
и хроническим формам заболевания с наличием
многоочаговых процессов в организме
[11]. Имеющиеся данные позволяют объяснить
возможность поражения крупных суставов
(так называемая болезнь Рейтера) при хламидиозе. В последние
годы стало известно об угнетении системы
комплемента и снижении выработки белков
С3а и С5а. Это ведет к уменьшению уровня
брадикинина, серотонина и других медиаторов
тучных клеток и слабому хемотаксису полиморфно-ядерных
лейкоцитов к месту внедрения возбудителя.
В неблагоприятных условиях возможнаL-подобная трансформац
Так, в процессе L-трансформации мож
Следует обратить внимание на имеющуюся возможность у Chl. trachomatis изменение ДНК, то есть изменение генетического материала бактерии, в связи с чем появляются новые признаки (устойчивость к лекарственным препаратам и др.). Такие виды микроорганизмов называются рекомбинантами. Процесс рекомбинации у бактерий и, в частности, у Chl. trachomatis, связан с особенностями их генетического аппарата, особенностями форм генетического обмена. Отмечаются следующие формы переноса генетического материала: трансформация, трансдукция, конъюгация.
Крайне интересным для врача в плане эффективности лечения является наличие или отсутствие в цитоплазме микробной клетки Chl. trachomatis плазмиды. Плазмиды это внехромосомные мобильные генетические структуры, представляющие собой замкнутые кольца двухнитевой ДНК. Плазмиды несут в себе изначально высокую невосприимчивость к нескольким антибиотикам (к 3-м или к 5-ти сразу). При неблагоприятных условиях для самой микробной клетки плазмида может интегрировать в хромосому и реплицироваться в ней. Таким образом, передается информация о резистентности к ряду антибиотиков непосредственно в генетический аппарат хламидийной клетки, которая становится при последующем делении нечувствительна к данным антибиотикам.
В связи с этим феноменом крайне остро встает вопрос о диагностике плазмид, находящихся в бактериальной клетке. Причем в настоящее время уже проведено картирование плазмид. И известно, какие виды плазмид (а это F-плазмиды, R-плазмиды, ent-плазмиды) несут генетическую резистентность и к каким группам антибиотиков. Недавно появились в литературе описания праймеров и тест-систем, позволяющие определить наличие генов, детерминирующих устойчивость к тетрациклину и эритромицину для целого ряда микроорганизмов и, в том числе, для возбудителя Chl. trachomatis [4].
Иммунный ответ
При хламидийной инфекции
в организме развивается
Первая немедленная защитная реакция
организма на хламидийную инвазию
состоит в локальном
Протективный (защитный) полный ответ Chl. trachomatis связан с образованием антител к трем типам антигенных детерминант: к родовому, - видовому, - типоспецифическому, которые находятся на главном белке наружной мембраны микробной клетки [10]. Этот антигенный комплекс включает в себя 4 вариабельных участка (домена VDs). В настоящее время четко установлено, что серовароспецифические антигенные участки локализованы преимущественно в доменах VD-2 и VD-4.
И если в этих участках домена VD-2 и VD-4 произойдет рекомбинантная трансформация, то изменится и антигенная структура Chl. trachomatis, то есть ее рецепторный аппарат и микроб станет клеткой-невидимкой для синтезированных антител - так происходит мимикрия хламидийной клетки.
Диагностика хламидиоза
В настоящее время, как за рубежом, так и в центральных клиниках России, световая микроскопия хламидиоза не применяется в связи с высоким процентом ложно-положительных результатов, причиной этих неудач является наличие другой микробно-вирусной флоры, циркулирующей в урогенитальном тракте человека. Эта методика обладает недостаточной специфичностью и чувствительностью, особенно в случаях малой рапространенности возбудителя на слизистых.
В последние 2-3 года в Красноярске
среди врачей-гинекологов из женских
консультаций и врачей-венерологов
идет повальное увлечение
В последние годы в России и, в
частности, в Красноярске, весьма широко
стал применяться метод
В первом случае это зависит от неправильной техники забора образцов для исследования, а во втором случае связано с диагностикой хронических и вялотекущих форм урогенитального хламидиоза. Что касается второго случая, то возбудитель Chl. trachomatis, прячась от специфических антител и применяемого антибиотика, уходит в подслизистый слой, где вокруг него начинает формироваться воспалительный вал из нейтрофилов и он (возбудитель) в последующем оказывается внутри инкапсулированного пространства, стенка которого с течением времени обизвествляется.
Ложноположительные результаты возможны
при наличии в образце
Следующей причиной, которая может привести к ошибке, характерной для методов с инвазивным забором клинического материала при генитальном хламидиозе (к которым относятся световая микроскопия, экспресс-тесты, иммунолюминесцентная диагностика и др.), является наличие смешанного острого гонорейно-хламидийного процесса, где диагностика хламидиоза затруднена. Это связано с тем, что при гонорее за счет большого количества лейкоцитов в отделяемом уретры, слизистая оболочка уретры покрыта слоем белка, использование же при этом иммуннофлюоресцентного метода дает большое количество ложноотрицательных результатов.
Инкубационный период при гонорейной
и хламидийной инфекциях
Резюмируя вышеизложенное следует
сказать, что для методов
В связи с важностью данного вопроса хочу еще раз обратить внимание на тактику современного лечения больных хламидиозом, которая должна основываться на определении стадии развития инфекционного процесса - активная, хроническая, обострение хронической или персистентная форма.
Фаза жизненного цикла хламидийного агента в организме человека устанавливается путем определения в сыворотке крови специфических Ig классов M, A и G коцентрация и наличие которых будут указывать на конкретную стадию инфекционного процесса. Кроме того, только с помощью обнаружения в сыворотке крови противохламидийных антител, появилась возможность диагностировать сальпингиты, простатиты, артриты, заболевания сосудов сердца хламидийной этиологии.
По моему мнению, на данном этапе
развития лабораторной диагностической
техники наиболее информативным
и высокоточным в смысле объективности
полученного результата исследования,
следует считать
К сожалению, методика иммуноферментного анализа тоже не свободна от диагностических ошибок. Наиболее распространенной причиной ложноположительных результатов при обнаружении специфических Ig методом ИФА является недостаточно высокая лабораторная очистка моноклональных анти-антител и, в основном, этим недостатком грешат отечественные диагностические наборы. Каждый диагностический набор имеет определенный уровень специфичности и чувствительности к исследуемому виду Ig. И, если порог специфичности обнаруживаемого Ig ниже, чем уровень чувствительности к этому типу Ig, то может произойти диагностическая ошибка в сторону ложноположительного результата. Кроме того, следует помнить, что при некоторых врожденных или приобретенных иммунодефицитах могут селективно не вырабатываться одни из видов иммуноглобулинов. Это могут быть IgA или М, или G. Как определить эту патологию? Провести исследования уровня неспецифических иммуноглобулинов крови по Манчини.
Идеальным диагностическим тестом является метод, имеющий 100% специфичность и чувствительность к определяемому объекту, в данном случае к возбудителю Chl. trachomatis. Довольно близко к желаемому идеалу лабораторных способов диагностики подходит методы ДНК-гибридизации, такие как полимеразно цепная реакция (ПЦР) и лигазно цепная реакция (ЛЦР). Чувствительность и специфичность этих реакций очень высоки и составляют порядка 96-100% по оценкам разных авторов. В первую очередь эти методы полезны в случаях трудных для дифференциальной диагностики для обнаружения потенциально возможного хламидийного агента, не выявляемого другими способами. К существенным недостаткам метода можно отнести невозможность различения живых и нежизнеспособных клеток выявляемого микроорганизма, что ведет к ложноположительным результатам анализа [2]. Высокая стоимость, необходимость специального оборудования, большой риск контаминации между образцами и реагентами теста не позволяет широко внедрить ПЦР и ЛЦР в практическое здравохранение.
Как я уже отмечал, тактика лечения мочеполового хламидиоза строится с учетом стадии развития хламидийного процесса (активный, хронический или обострение хронической формы).
Ранее диагностика урогенитального хламидиоза базировалась на обнаружении возбудителя, а клиническая картина инфекционного процесса в зависимости от выраженности симптомов болезни указывала на острую или хроническую форму. Однако, в последние годы существенно увеличилось количество людей с нарушениями иммунной системы, что привело к снижению реактивности организма. В связи с этим отмечается выраженный рост атипичных проявлений хламидиоза и, особенно, субклинических и бессимптомных его форм. Поэтому отсутствие клинических проявлений болезни в настоящее время не может служить маркером хронической стадии заболевания.
И если врач при активной, но бессимптомной форме течения хламидиоза назначит пирогенал или гоновакцину, то может произойти выход возбудителя в кровь с последующей диссеминацией и поражением крупных суставов - так называемая болезнь Рейтера с суставным синдромом [11,13].
Особый интерес для практических врачей в плане эффективности лечения представляет сочетанная хламидийно-трихомонадная инвазия мочеполового тракта. Учитывая, что процесс питания трихомонад происходит путем эндоосмоса, поглощение клеток, в том числе микроорганизмов, не всегда сопровождается перевариванием. Некоторых из них - такие как хламидии, гонококки, стафило- и стрептококки могут сохранять жизнеспособность внутри трихомонад и проявлять свое патогенное действие после гибели последних. Этим фактом объясняются частые рецидивы хламидиоза, возникающие после лечения у больных со смешанной трихомонадно-хламидийной инфекцией [2].
Биологические особенности риккетсий.
Термин «риккетсии», введенный H. da Rocha-Lima (1916), объединяет обширную группу грамотрицательных микроорганизмов, как правило тесно связанных в своей жизнедеятельности с членистоногими. Систематическое положение риккетсий до настоящего времени нельзя считать окончательно определенным. Появляющиеся квалификационные схемы отражают процесс накопления знаний по биологии, генетике и экологии этих своеобразных микроорганизмов, имеющих ряд общих свойств:
а) риккетсии являются облигатными внутриклеточными паразитами;
б) в отличии от подавляющего большинства бактерий не способны к росту на бесклеточных питательных средах;
в) их биология связана с паразитизмом у членистоногих (клещи, вши, блохи);
г) они имеют ряд особенностей в строении, размножении, биохимических, генетических и иммунобиологических характеристиках;
д) вызываемые риккетсиями
заболевания характеризуются св
е) имеются специализированные методы изучения (риккетсиологические).
Учение о риккетсиях и риккетсиозах, благодаря работам многих отечественных и зарубежных исследователей, приведено в стройную систему. Важную роль в этом отношении имеют труды академика П.Ф.Здродовского и его школы.
Среди многообразных представителей микроорганизмов этой группы значительное место занимают риккетсии, апатогенные для человека и теплокровных животных, однако высокоадаптированные к членистоногим. Риккетсии и риккетсиоподобные микроорганизмы широко распространены среди различных представителей членистоногих, в том числе у вшей, блох, комаров, клопов, а также в большинстве видов иксодовых клещей. Принято считать эту группу микроорганизмов эндосимбионтами, находящимися в мутуалистических отношениях с хозяевами-членистоногими. Высокая адаптация к организму членистоногих большинства видов риккетсий, в том числе патогенных для позвоночных животных, позволяет многим исследователям рассматривать их в качестве первичных хозяев риккетсий. Вместе с тем, многие виды риккетсий патогенны для человека и животных, что определяет их медицинское и ветеринарное значение.
Таксономия. Патогенные риккетсии и близкие к ним возбудители — эндоцитобионты эукариотических клеток по существующей таксономии отнесены в царстве прокариотов к отделу Gracilicutes, классу Proteobacteria, порядку Rickettsiales, семействам Rickettsiaceae, включающей роды Rickettsia, Orientia, Ehrlichia и Bartonellaceae (род Bartonella и, вероятно, род Brucella), а род Coxiella (лихорадка Ку) относят к группе гамма- протеобактерий.
Краткая характеристика рода Rickettsia (da Rocha-Lima, 1916)
Морфология. Риккетсии- мелкие плеоморфные микроорганизмы от кокковидных до палочковидных, иногда нитевидные, однако чаще короткие палочки 0,3-0,6 х 0,8-2,0 мкм, у некоторых видов длиной до 4 мкм перед делением клеток. Жгутиков и капсул нет, но на электронных микрофотографиях клеток, подвергнутых минимальным лабораторным манипуляциям, обычно виден внешний слой аморфного материала. Грамотрицательные микроорганизмы, плохо окрашиваются обычными анилиновыми красителями. Удерживают основной фуксин. Применяется также модификация окраски по П.Ф.Здродовскому, который в связи с наличием большого количества липоидов рекомендовал использование карболового фуксина. При этом риккетсии окрашиваются в ярко-розовый или рубиново-красный цвет, цитоплазма клеток — в голубой, ядра — в синий.
Риккетсии имеют сходное с классическими грамотрицательными бактериями строение клетки: снаружи расположен микрокапсулярный слой толщиной 10-15 нм, обладающий антигенными свойствами, далее выявляется трехслойная мембрана клеточной стенки шириной 8-12 нм; цитоплазма образуется рибосомоподобными гранулами, между которыми обнаруживаются нити ДНК. При электронной микроскопии различают двухслойную клеточную оболочку, напоминающую по химическому составу клеточную оболочку бактерий, а также диффузно расположенный в цитоплазме ядерный материал — нуклеоид, рибосомы, РНК, ДНК. При изучении поверхностных структур риккетсий с помощью электронной микроскопии выявлены, как у многих бактерий, особого рода образования — волосовидные придатки или фимбрии. С наличием жгутикоподобных образований у R.sibirica, возможно, связана подвижность. У ряда видов риккетсий отмечают наличие вегетативных и покоящихся форм.
Химический состав. У риккетсий отмечено высокое содержание липидов (до 50%) и низкое — углеводов. По высокому содержанию нуклеиновых кислот (до12%) и наличию в составе как ДНК, так и РНК, риккетсии представляют бактериальные организмы. Сходны по химическому составу и клеточные стенки риккетсий и классических бактерий. В них выявлены диаминопимелиновая и мурамовая кислоты, белки, липиды, полисахариды. Однако у риккетсий содержится и глюкуроновая кислота, которая в оболочках бактерий обычно отсутствует. Соотношение ДНК и РНК составляет 1:6-1:8. РНК содержится в риккетсиях преимущественно в цитоплазме, а ДНК образует скопления, которые по существу и представляют нуклеоид.
О сложности химического
состава риккетсий свидетельств
При изучении суммарных
белков риккетсий методом
Физиология. Окисление осуществляется по циклу Кребса с образованием цитрата, CO2 и переаминированием глютаминовой кислоты в аспарагиновую, что свидетельствует об их энергетической активности. Вместе с тем, облигатный характер внутриклеточного паразитизма риккетсий требует для их развития веществ и энзимов, содержащихся в клетках хозяина. С учетом особенностей метаболизма риккетсии представляют собой бактерии, которые, приспособившись к внутриклеточному существованию, утратили в значительной степени способность к внеклеточному существованию.
Микроэкология и особенности культивирования. Экологической микронишей представителей рода Rickettsia служит цитоплазма, для ряда из них (риккетсии группы КПЛ) - ядро эукариотической клетки, где они размножаются свободно, без окружения паразитофорной вакуолью. Не культивируются в отсутствии клеток хозяина. Размножаются в клетках позвоночных и членистоногих, в эпидермальных клетках, выстилающих желточный мешок развивающегося куриного эмбриона. Хороший рост получен in vitro в клетках куриного эмбриона и в некоторых стационарных линиях клеток млекопитающих. Образуют бляшки на фибробластах куриного эмбриона. Температурный оптимум роста от 32 до 35 С. Риккетсии являются медленно растущими микроорганизмами, размножаются поперечным бинарным делением, время их генерации составляет не менее 8-9 часов.
Типовой вид - Rickettsia prowazekii da Rocha-Lima, 1916.
Схема изучения. При изучении штаммов риккетсий придерживаются общей схемы, предложенной П.Ф.Здродовским и Е.М.Голиневич (1972), которая включает:
а) изучение морфологии;
б) характеристику размножения в желточных мешках куриных эмбрионов;
в) воспроизведение
г) иммунологическую характеристику в опытах перекрестного иммунитета;
д) серологический анализ антигенной структуры.
В инфекционной патологии основное значение имеют риккетсии группы сыпного тифа (R.prowazekii — возбудитель сыпного тифа и R.typhi — возбудитель крысиного сыпного тифа) и группы клещевых пятнистых лихорадок (КПЛ) — R.rickettsii — возбудитель пятнистой лихорадки Скалистых гор (в Америке), R.conorii — возбудитель марсельской лихорадки (преимущественно в Средиземноморском регионе, а также в бассейнах Черного и Каспийского морей), R.sibirica — возбудитель клещевого риккетсиоза или клещевого сыпного тифа (Северная и Центральная Азия, включая регионы юга Сибири и Дальнего Востока), R.akari — возбудитель осповидного (везикулезного) риккетсиоза, R.australis — возбудитель австралийского риккетсиоза, R.japonica — возбудитель японской клещевой пятнистой лихорадки. Из представителей других родов в патологии человека имеют значение Coxiella burnetii — возбудитель лихорадки Ку, Orientia tsutsugamushi — возбудитель лихорадки цуцугамуши, недавно открытые возбудители гранулоцитарного эрлихиоза (агент HGE из рода Ehrlichia) и моноцитарного эрлихиоза (Anaplasma chaffeensis), различные виды бартонелл, вызывающих широкий круг клинической патологии (от окопной лихорадки до болезни кошачьих царапин). Остановимся на некоторых группах патологии, вызываемых риккетсиями и коксиеллами, подробнее.
Сыпной тиф.
Сыпной тиф — антропоноз, при котором циркуляция возбудителя -Rickettsia prowazekii происходит в паразитарной системе, включающей человека (резервуар) и платяную вошь — переносчика. В организме вши риккетсии размножаются в эпителии кишечника, вызывая его разрушение (несовершенная адаптация). Риккетсии в высоких концентрациях содержатся в фекалиях переносчиков. Платяная вошь покидает хозяина при сыпнотифозной лихорадке, что и определяет ее роль как переносчика. Путь передачи — трансмиссивный (контаминация инфицированных фекалий вшей при расчесах).
Исторически эпидемический сыпной тиф — одна из наиболее важных эпидемических инфекций, получавшая наибольшее распространение в период войн, других социальных и природных потрясений (т.е. увеличения вшивости населения). Кроме этого с R.prowazekii связана болезнь Брилля — Цинссера — рецидив эпидемического сыпного тифа, возникающий у переболевших через десятки лет (эндогенная реактивация возбудителя).
Патологический процесс при риккетсиозах обусловлен тем, что риккетсии размножаются, главным образом, в эндотелиальных клетках сосудов, особенно мелких, и сосудорасширяющим действием риккетсиального токсина, что вызывает значительные изменения центральной нервной системы и расстройства кровообращения. Высказывается мнение о возможности не только длительной персистенции риккетсий в организме переболевшего но и, с учетом ангиотропизма риккетсий, развития различной сердечно — сосудистой патологии через годы после перенесенного риккетсиоза.

- Биологические показатели плодородия почв и их воспроизводство
- Биологические потенциалы.Потенциал покоя
- Биологические потребности человека
- Биологические предпосылки поведенческих девиаций
- Биологические предпосылки, прижизненное формирование. Характер и личность
- Биологические, психологические и социологические теории отклоняющегося поведения
- Биологические ресурсы
- Биологические особенности лошадей
- Биологические особенности нутрии
- Биологические особенности озимой ржи, система обработки почвы и система удобрений, сроки и нормы посева
- Биологические особенности озимых
- Биологические особенности перца
- Биологические особенности птицы
- Биологические особенности свиней и влияющие на них факторы окружающей среды