Первые патогенные микоплазмы обнаружены Нокаром, Ру, Бореллем и др. (1893-1898), выделившими возбудителя контагиозной перипневмонии крупного рогатого скота (в настоящее время классифицирован как М. mycoides), полное морфологическое описание возбудителя проведено Борде (1910) и Бореллем с соавторами (1910), М. Г. Тартаковский и Е. П. Джунковский позднее разработали способы его культивирования. Первоначально все сходные возбудители плевропневмониеподобных поражений были объединены в группу PPLO (pleuropneumonia-like organisms), первые патогенные для человека микоплазмы были выделены из абсцессов бартолиниевых желез Диенесом и Эдзаллом (1937), а также Итоном от больного атипичной пневмонией (1944). Однако изучить возбудитель не представилось возможным, и он длительное время был известен как агент Итона. Тем не менее, окончательная этиологическая роль М. pneumoniae в развитии пневмоний была установлена лишь в 1962 г. Род образуют хемоорганотрофные организмы, у большинства видов метаболизм бродильный, основным источником энергии обычно служит глюкоза или аргинин. Подавляющее большинство составляют подвижные факультативные анаэробы, также растущие в аэробных условиях (иногда рост стимулирует внесение 5% СО2). Микроорганизмы растут при температуре 22-41°С (оптимальная 36-37°С); оптимум рН 6,8-7,4. Микоплазмы широко распространены в природе, включают много видов, патогенных для растений и животных; некоторые входят в состав микробных ассоциаций организма человека; 5 видов патогенно для человека — М. pneumoniae, M. hominis, M. genitalium, М. incognitus и M. fermentans. Типовой вид рода — M. mycoides.
Морфология
Клетки характеризует выраженный полиморфизм, что обусловлено отсутствием ригидной клеточной стенки; по данным разных авторов, их средний размер варьирует в пределах 0,1-1,2 мкм. В ранней экспоненциальной стадии сферические или овальные, позднее удлиняются - вплоть до разветвленных нитей. Клеточная мембрана находится в жидкокристаллическом состоянии (ее молекулы способны перемещаться), средняя толщина 0,07-0,1 мкм; включает белки (идентичны белкам цитоплазмы, состоят из 17 аминокислот), мозаично погруженные в 2 липидных слоя, основной компонент которых — холестерин.
Микроорганизмы не способны к образованию холестерина (и прочих стеринов) и потребности в нем восполняют утилизацией его из тканей или питательной среды, дополненной его внесением.
Холестерин стабилизирует мембрану клетки, придает ей эластичность и обусловливает проникновение и утилизацию жирных кислот.
Стерины детоксифицируют жирные кислоты, способные вызвать гибель клетки, и служат субстратом для получения энергии.
Адсорбцию на клетках обеспечивают адгезины белковой природы и нейраминидаза, входящие в состав клеточной мембраны микоплазм.
Культуральные свойства
Микоплазмы прихотливы к условиям культивирования, в питательные среды необходимо вносить нативную сыворотку, холестерин, нуклеиновые кислоты, углеводы, витамины и различные соли. Подходящие основы для них — триптический перевар сердца крупного рогатого скота (например, среды, разработанные В. Д. Тимакиным и Г. Я. Каган), перевар Хоттингера, пептон Мартена и др.; также широко применяют среду Эдварда. При их отсутствии для первичного выделения также пригодны куриные эмбрионы; гибель последних наблюдают с 3-5 пассажа. Чувствительны к микроэлементному составу среды — высокое содержание Zn2+, Mg2+, Co2+ и Fe2+ может ингибировать рост.
На твердых средах образуют характерные мелкие колонии (0,2-1,5 мм) с более темным и зернистым центром типа «яичницы-глазуньи», напоминающие мелкие колонии L-форм бактерий. На средах, содержащих кровь, некоторые виды дают a - и b-гемолиз, преимущественно обусловленные образованием перекисей; на средах, содержащих значительное количество сыворотки, могут образовывать преципитаты в их глубине. Обычно колонии появляются на 5-7 сутки (адаптированные штаммы растут быстрее).
На полужидких средах растут по уколу, формируя дисперсные, крошковатые колонии.
На жидких средах дают очень незначительное помутнение или опалесценцию; некоторые штаммы способны образовывать тончайшую жирную пленку. Чаще более обильный рост отмечают около поверхности или стенок сосуда, но некоторые виды дают и придонный рост.
Биохимические свойства
Биохимические свойства микоплазм разнообразны. Выделяют 2 основные группы.
1. Разлагающие с образованием кислоты глюкозу, мальтозу, маннозу, фруктозу, крахмал и гликоген («истинные» микоплазмы).
2. Восстанавливающие соединения тетразолия, окисляющие глутамат и лактат, но не ферментирующие углеводы; все виды не гидролизуют мочевину и эскулин. Основные биохимические свойства патогенных микоплазм представлены в табл. 26.
Таблица 26. Основные биохимические свойства патогенных микоплазм
Вид | Гидролиз аргинина | Образование кислоты при ферментации глюкозы | Образование кислоты при ферментации маннозы | Восстановление солей тетразолия |
М. pneumoniae | – | + | + | +/+ |
М. hominis | + | – | – | –/– |
М. fementans | + | + | – | –/+ |
М. genitalium | – | + | ± | +/– |
а. у. — аэробные условия; ан. у. — анаэробные условия.
Антигенная структура
Сложная, имеет видовые различия; основные Аг представлены липидами (фосфо - и гликолипидами), полисахаридами и белками; наиболее иммунногенны поверхностные Аг, включающие углеводы (глюкозу, маннозу, галактозу, фукозу и глюкозамин) в составе сложных гликолипидных, липогликановых и гликопротеиновых комплексов. Идентификацию Аг микоплазм проводят в реакциях РПГА, РСК, ИФА и иммунодиффузии, антигенная структура может изменяться после многократных пассажей на бесклеточных питательных средах. Для микоплазм характерен выраженный антигенный полиморфизм с высокой частотой спонтанных и индуцированных мутаций. В геномах микоплазм, некоторых вирусов и эукариот обнаруживают гомологичные участки ДНК.
Факторы патогенности
Факторы патогенности микоплазм разнообразны и могут значительно варьировать; основные факторы — адгезины, экзо - и эндотоксины, гемолизины, различные ферменты и продукты метаболизма.
Адгезины входят в состав поверхностных Аг и обусловливают взаимодействие с клетками хозяина. Взаимодействие происходит по типу лиганд-рецепторных взаимодействий и имеет ведущее значение в развитии начальной фазы инфекционного процесса; они способны находиться в инвагинатах клеточных мембран, что делает микоплазмы недоступными для действия AT, комплемента и прочих факторов защиты.
Экзотоксины. В настоящее время подобные продукты идентифицированы лишь у нескольких микоплазм, в частности у М. neurolyticum и М. gallisepticum; мишени для их действия — мембраны астроцитов. Тем не менее, можно предполагать наличие нейротоксина у некоторых штаммов М. pneumoniae, т. к. часто инфекции дыхательных путей сопровождают поражения нервной системы.
Эндотоксины выделены у многих патогенных микоплазм; их введение лабораторным животным вызывает пирогенный эффект, лейкопению, тромбогеморрагические поражения, коллапс и отек легких. По своей структуре и некоторым свойствам (например, не вызывают хемотаксического ответа нейтрофилов человека) не тождественны ЛПС грамотрицательных бактерий.
У некоторых видов микоплазм присутствуют гемолизины (наибольшей гемолитической активностью обладает М. pneumoniae); большая часть видов вызывает выраженный b-генолиз, обусловленный синтезом супероксидантов (О2–, Н2О2 и др.). Предположительно микоплазмы не только сами синтезируют окислительные продукты, но и индуцируют их образование в клетках, что ведет к окислению мембранных липидов.
Ферменты
В числе основных факторов патогенности — фосфолипаза А и аминопептидазы, гидролизующие фосфолипиды клеточной стенки.
Как указывалось выше, многие микоплазмы синтезируют нейраминидазу, через которую осуществляется взаимодействие с поверхностными клеточными структурами, содержащими сиаловые кислоты; кроме того, активность фермента нарушает архитектонику клеточных мембран межклеточные взаимодействия.
Среди прочих ферментов, активность которых вносит определенный вклад в патогенез поражений, следует упомянуть протеазы, вызывающие дегрануляцию клеток (в том числе и тучных), расщепление молекул AT и незаменимых аминокислот (в частности, аргинина), РНКазы, ДНКазы и тимидинкиназы, нарушающие метаболизм нуклеиновых кислот в клетках организма. До 20% общей ДНКазной активности сосредоточено в мембранах микоплазм, что облегчает вмешательство фермента в метаболизм клетки.
Некоторые микоплазмы (например, М. hominis) синтезируют эндопептидазы, расщепляющие молекулы Ig A на интактные мономерные комплексы.
Патогенез
Включает формирование местных воспалительных и генерализованных аутоиммунных реакций. Микоплазмы проникают в организм человека ингаляционным или контактным путем, мигрируют через слизистые оболочки и прикрепляются к эпителию сначала посредством неспецифического (в результате броуновского движения), а затем лиганд-рецепторного взаимодействия (через сиалогликопротеиновые рецепторы, посредством связывания поверхностных белков с различными рецепторами, через взаимодействие мембранных липидных структур контактирующих клеток и т. д.). Микроорганизмы не проявляют выраженного цитопатогенного действия, но вызывают значительные нарушения функциональных свойств клеток с последующим развитием местных воспалительных реакций.
Само взаимодействие с рецепторным аппаратом клеток может приводить к нарушению их антигенной структуры и запускать аутоиммунные процессы.
Микоплазмы способны избегать действия микробицидных механизмов циркулирующих и фиксированных фагоцитов; в частности, при отсутствии AT макрофаги не способны фагоцитировать микоплазмы, что обусловлено наличием микрокапсул, поверхностных Аг, перекрестно реагирующих с Аг некоторых тканей организма человека (легкие, печень, головной мозг, поджелудочная железа, гладкая мускулатура и эритроциты). В цитоплазме нейтрофилов возбудитель сохраняет свою жизнеспособность. В значительной степени подобные свойства варьируют у различных видов и даже штаммов.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 |
Основные порталы (построено редакторами)