Сильные возбудители: какой возбудитель самый сильный

Содержание

какой возбудитель самый сильный

>>>ПЕРЕЙТИ НА ОФИЦИАЛЬНЫЙ САЙТ >>>

Что такое какой возбудитель самый сильный?

Уровень женского либидо зависит не только от физиологических, но и от психологических факторов. В случае снижения активности, в частности – полного отсутствия сексуального желания человеческому организму требуется допинг. Для этого принято использовать женские возбудители. Rendez Vous пробуждает желание у женщин и совершенно не вредит здоровью, потому что содержит только растительные компоненты.

Эффект от применения какой возбудитель самый сильный

Для того, чтобы средство начало свое действие, необходимо лишь 5-10 минут, поэтому можно смело добавлять капли в еду и напитки во время свидания или романтического ужина. Это гарантирует фантастический секс для обоих партнеров.

Мнение специалиста

Для представительниц прекрасного пола интимная близость – это не только физиологическая необходимость, но и важная составляющая психологического комфорта. От качества половой жизни зависит жизненный тонус, настроение и даже здоровье женщины. Кроме того, регулярный и качественный секс является залогом ярких, крепких и счастливых отношений. Если вы заметили снижение полового влечения, чувствительности, отсутствие физического удовлетворения и разрядки от интимной близости, то вам помогут капли Rendez Vous – натуральный стимулятор сексуальной активности.

Как заказать

Для того чтобы оформить заказ какой возбудитель самый сильный необходимо оставить свои контактные данные на сайте. В течение 15 минут оператор свяжется с вами. Уточнит у вас все детали и мы отправим ваш заказ. Через 3-10 дней вы получите посылку и оплатите её при получении.

Отзывы покупателей:

Алена

Состав препарата подобран таким образом, что учитывает все потребности женского организма для естественного возбуждения. Для того, чтобы женщина быстро возбудилась, необходимо достаточно высокое содержание Л-аргинина. Средство содержит его в большом количестве, именно поэтому происходит процесс возбуждения вне зависимости от состояния женщины. Выжимка из натуральных трав, эфирные масла способствуют естественной выработке гормонов, отвечающих за женское возбуждение.

Фекла Павловна

Принимала Распутницу по рекомендации гинеколога. Я уже и забыла, каким приятным и расслабляющим может быть секс. Заново открыла для себя мужа. Оказывается, моя вторая половина еще очень даже ничего)))

Очень часто от подруг слышала, что они после каждого секса получают множественный оргазм. А мне поделиться даже было нечем и стыдно признаться, что я никогда не испытывала оргазм в своей жизни. Увидела в интернете множество положительных отзывов о возбудителе Rendez Vous. Заказ пришел быстро в целостности и сохранности. После первого применения почувствовала сильное влечение и увлажненность, секс длился около 20 минут с нереально яркими ощущениями в процессе и ярким оргазмом в конце. Волновалась, что не произойдет, но все само по себе случилось. Хочу поблагодарить компанию-производителя! Я очень довольна. Посоветовала своей сестре, у которой аналогичная проблема, она уже заказала капли, они в пути. Девочки, не стесняйтесь, меняйте свой секс в лучшую сторону. Где купить какой возбудитель самый сильный? Для представительниц прекрасного пола интимная близость – это не только физиологическая необходимость, но и важная составляющая психологического комфорта. От качества половой жизни зависит жизненный тонус, настроение и даже здоровье женщины. Кроме того, регулярный и качественный секс является залогом ярких, крепких и счастливых отношений. Если вы заметили снижение полового влечения, чувствительности, отсутствие физического удовлетворения и разрядки от интимной близости, то вам помогут капли Rendez Vous – натуральный стимулятор сексуальной активности.

Какой возбудитель самый эффективный? Среди пяти перечисленных стимуляторов, можно . Однако если судить по времени действия Распутницы, то можно смело заключить, что это самый сильный возбудитель для женщин. Кроме вышеперечисленных препаратов, существуют более дорогие. Самый сильный возбудитель. Можно ли совмещать с алкоголем? Противопоказания к применению. Способы применения и дозы. Где лучше купить. ТОП 5 самых эффективных женских возбудителей в аптеках: название и цены. В нашем рейтинге по эффективности вы найдете названия и цены. Женские возбудители оказывают сильное стимулирующее действие на половую систему. Они могут быть натуральными или синтетическими. Обе группы имеют одинаковый механизм действия: активизируют процесс кровообращения в малом тазу, подавляют нервное напряж. Благодаря этому достигается очень сильный возбуждающий эффект — один из сильнейших среди всех женских . Это — один из самых эффективных женских возбудителей. Он оказывает очень сильный эффект и действует на всех женщин. Противопоказания к употреблению — болезни сердца и мочеполовой. Выход из данной ситуации есть — использование женских возбудителей. Однократный прием данных средств способен длительное время обеспечивать легкое возбуждение женского организма. с самым сильным эффектом. Лучший возбудитель в каплях. В этой категории,без сомнений, лучшим является King FoX. . Препаратом с самым сильным эффектом признан L-гель – это интимный гель с L-arginine. Гель локального действия и наносится на половые органы. Применение данного интимного геля. Шпанская мушка, наверное, самый популярный возбудитель для женщин. Действует он за счет кандраитина — фермента насекомых. . Согласно многим отзывам в Интернете, это самый сильный женский возбудитель. Женские возбудители: как выбрать, названия самых быстродействующих и эффективных. . Достаточно сильный женский возбудитель, хотя отзывы женщин, применявших его, свидетельствуют, что действует средство постепенно и мягко. В состав возбудителя входят порядка двух десятков растительных. Обзор лучших женских возбудителей. Как выбрать эффективное средство — виды возбудителей, на что обратить внимание пр покупке. . При неправильном применении могут вызвать сильные побочные реакции. Самые сильные возбудители – это препараты синтетического состава, которые мгновенно воздействуют на кровоток, обеспечивая мужчине быструю и долгосрочную эрекцию. В топ-рейтинг также попали некоторые натуральные средства, которые не уступают эффективностью известным брендам. Место в рейтинге.

http://www.glowfast.com/userfiles/muzhskoi_vozbuditel_kupit_moskva1740.xml
http://internet-realtor.com/upload/rasputnitsa_Naro-Fominsk3366.xml

http://borgopitti.it/userfiles/nazvanie_konskogo_vozbuditelia5268.xml
http://happyocean.org/up_photo/vozbuditel_dlia_zhenshchin_v_obychnoi_apteke6043.xml
Для того, чтобы средство начало свое действие, необходимо лишь 5-10 минут, поэтому можно смело добавлять капли в еду и напитки во время свидания или романтического ужина. Это гарантирует фантастический секс для обоих партнеров.

какой возбудитель самый сильный
Уровень женского либидо зависит не только от физиологических, но и от психологических факторов. В случае снижения активности, в частности – полного отсутствия сексуального желания человеческому организму требуется допинг. Для этого принято использовать женские возбудители. Rendez Vous пробуждает желание у женщин и совершенно не вредит здоровью, потому что содержит только растительные компоненты.
Как сделать женский возбудитель в домашних условиях: народные рецепты. Как и сколько действует женский возбудитель для секса на женщину, какие противопоказания? Сильные возбудители для женщин в аптеках: таблетки, жвачки, капли, порошки. Содержание статьи. Как и сколько действует. Как действует женский возбудитель на организм и почему не действует. . Женские возбудители – это препараты, задача которых заключается в прямой стимуляции . Иногда отсутствие эффекта от возбудителя наблюдается у женщин, которые страдают хроническими заболеваниями мочеполовой. Виды женских возбудителей и способ их применения. Если женщина не получает достаточного удовольствия в постели и не может полностью расслабиться, то можно использовать женский возбудитель для решения проблемы. Женский возбудитель Rendez Vous (Рандеву) — комбинированный препарат, в состав которого входят как натуральные, так и синтетические ингридиенты. . Опыт и практика показывают, что возбудитель действует и на женщин — увеличивается сексуальное желание и чувствительность, выделяется больше смазки из. Женские возбудители эффективные самые сильные в каплях, таблетках, порошках, из натуральных средств в аптеках: список. . Как работает женский половой возбудитель для секса, как действует на женщину? Как действуют возбуждающие капли на девушек и есть ли от них вред? . Как и в случае с приемом любого другого медицинского препарата, прием женских возбудителей в каплях должен осуществляться по строго определенным правилам. В противном случае они не только не окажут ожидаемого действия. Опыт редакции: женские возбудители. Проверяем на себе. . И почти нет для женской. А ведь женщины тоже страдают от дисфункции, только это называется снижением либидо. . Выделяются всего два фактора, влияющих на женское либидо. Во-первых, женские половые гормоны как бы разбросаны по всему. Женский возбудитель — это средство, которое вызывает или усиливает сексуальное возбуждение у представительниц прекрасного пола. . И сработало очень даже хорошо. Действует как на мужчин (проверил на себе), так и на женщин. Подробно писал о нём в отзыве в своём первом посте об этом. Возбудители для женщин – помогут заполучить желаемое. Это таблетки, смазки, капли, шоколад и даже жевательные резинки, которые позволят достичь пика и испытать сильный оргазм. Насколько эффективны подобные лекарства и правда ли то, что на некоторых представительниц прекрасного пола они не.

Дорогие женские возбудители

Ключевые теги: женские возбудители челябинск купить, гель смазка hasico для женщин возбудитель, сильные возбудители для женщин в каплях отзывы.

Женский сильный возбудитель форум, самый возбудитель для женщин, возбудители в каплях для женщин и мужчин, смазки для женщин возбудитель название, женский возбудитель rendez vous купить в санкт-петербурге.

Принцип действия Blue Wizard

Blue Wizard Красный корень — надёжный удар по простатиту Натуральное средство Red Root возвращает здоровье простаты без побочных эффектов и в домашних условиях восстановите нормальное мочеиспускание за 1 курс снимите воспаление и боль простаты укрепите мужское либидо действует в любом возрасте и на любой стадии

Конский возбудитель самый сильный возбудитель для женщин сильнейшие женского возбудителя форум, купить женский возбудитель в каплях екатеринбург. Возбуждающие капли для женщин и мужчин быстрого действие в какой аптеках можно купить женская возбудитель, купить женский возбудитель в каплях екатеринбург самый сильный женский возбудитель в аптеках в каплях цена. Женские возбудители в украине отзывы возбудитель для женщин капли в аптеках украины, возбудитель для женщин продажа.

Официальный сайт Blue Wizard возбуждающие капли для женщин

Состав Blue Wizard

Купить Blue Wizard возбуждающие капли для женщин в Смоленске женские возбудители челябинск купить, лекарства женский возбудитель. Возбудители женские экстаз студентке подсыпали женский возбудитель сразу подействовал, женский возбудитель шпанская мушка для женщин где купить где можно купить женский возбудитель rendez vous. Купить женский возбудитель духи гель смазка hasico для женщин возбудитель, женский возбудитель для пожилых. Какие последствия бывают после приема женского возбудителя правда и мифы о женских возбудителях, возбудитель для женщин в аптеках капли цена казань.

Результаты клинических испытаний Blue Wizard

Купить самый эффективный возбудитель для женщин купить женский возбудитель в каплях в екатеринбурге, женский возбудитель серебряная лиса в ростове. Правда и мифы о женских возбудителях возбудитель женский детонатор, купить женский возбудитель духи возбудитель для женщин капли. Возбудитель do it для женщин цена сильно возбуждающее средства для женщин, помогали женские возбудители.

Мнение специалиста

Как Red Root возвращает вашу простату в здоровое состояние Настойка этого растения может не только устранить воспалительный процесс, но еще и поспособствовать скорейшему излечению от таких заболеваний как цистит, пиелонефрит, аденома простаты, водянка, диарея и многих других. Вещества, содержащиеся в этом растении, помогают вывести из организма патогенные бактерии, способствуют повышению иммунитета. Именно по данным причинам врачи часто рекомендуют применять настойку, ведь ее действие способно быстро остановить болезнь. Андрей Кондратенко, профессор врач-уролог первой категории, общий стаж лечения больных простатитом — 17 лет.

Возбудители для женщин состав возбудители в каплях для женщин и мужчин, лекарственные средства возбуждающие для женщин. Сургут женский возбудитель можно ли в аптеках купить возбудитель женский, сильные возбудители для женщин в каплях отзывы возбудитель женский афродизиак. Женский возбудитель rendez vous купить в санкт-петербурге сургут женский возбудитель, возбудители для женщин состав.

Способ применения Blue Wizard

Капсулы: Принимать внутрь по 1 капсуле 2 раза в день за 30 мин до еды. Запивая большим количеством воды Курс лечения: 30 дней

Возбудитель для женщин в барнауле средство женский возбудитель, сильный женский возбудитель где купить в. Как действуют возбудители для женщин отзывы где можно и в какой аптеке купить женский возбудитель, женский возбудитель в каплях как действует есть в аптеках женский возбудитель. Какой возбудитель для женщин в аптеках купить возбудители для женщин купить в донецке, женский возбудитель шпанская мушка для женщин где купить.

Как заказать Blue Wizard?

Заполните форму для консультации и заказа Blue Wizard возбуждающие капли для женщин. Оператор уточнит у вас все детали и мы отправим ваш заказ. Через 1-10 дней вы получите посылку и оплатите её при получении

Какой бывает женский возбудитель возбудитель женский детонатор, смазки для женщин возбудитель название. Женский возбудитель с водкой сильно возбуждающее средства для женщин, возбудитель для женщин купить в аптеке москва купить женский возбудитель в каплях екатеринбург. Возбудитель для женщин купить в аптеке москва конский возбудитель для женщин где купить, возбудитель для женщин капли в аптеках украины. Существует ли таблетки возбудители для женщин продажа женского возбудителя в уфе, женский возбудитель опыт.

Существует ли реально женский возбудитель, самый сильный женский возбудитель в аптеках в каплях цена, возбудитель для женщин в аптеке харьков, женский возбудитель отзывы и применение, сильнейший возбудитель для женщин, женский возбудитель и цены, лекарственные средства возбуждающие для женщин.
Официальный сайт Blue Wizard возбуждающие капли для женщин

Купить Blue Wizard возбуждающие капли для женщин можно в таких странах как:

Россия, Беларусь, Казахстан, Киргизия, Молдова, Узбекистан, Украина, Эстония, Латвия, Литва, Болгария, Венгрия, Германия, Греция, Испания, Италия, Кипр, Португалия, Румыния, Франция, Хорватия, Чехия, Швейцария, Азербайджан , Армения ,Турция, Австрия, Сербия, Словакия, Словения, Польша

Тоже пользовался Blue Wizard, понравился. Часто не вставал, особенно, когда подопью. Решил пройти полный курс. Даже утренняя эрекция появилась, которой сто лет уже не было.

Прочитал об Blue Wizard на официальном сайте. Впечатляет! Оставил заявку пока по акции дают. Да и такое средство точно нужно иметь в аптечке

Извиняюсь, не заметил на сайте сначала информацию про наложенный платеж. Тогда все в порядке точно, если оплата при получении. Пойду, оформлю себе тоже заказ.

Сильные возбудители для женщин название и цена

Ключевые теги: возбудитель для женщин в аптеках в москве, сильнейший женский возбудитель продам, быстро действующий женский возбудитель.

Сильные возбудитель для женщин, возбудитель женский серебряная лисица, возбуждающее для женщин средства в аптеке, возбудитель для женщин в аптеках в москве, секс любимой женщины возбуждает.

Принцип действия Blue Wizard

Женский возбудитель капли описание женский возбудитель запрещен, слова возбуждающие женщину в сексе. Купить женские возбудители в аптеке возбудители для женщин в аптеке отзывы, возбудитель для женщин быстрого действия купить в ростове возбудитель для женщин липецк. Возбудители для женщин сильвер фокс возбуждающее для женщин средства в аптеке, женский возбудитель одесса.

Официальный сайт Blue Wizard возбуждающие капли для женщин

Состав Blue Wizard

Женский возбудитель в аптеках классика сильнейший женский возбудитель продам, купить конский возбудитель для женщин отзывы. Эффект женских возбудителей смотреть как женский возбудитель действует на мужчину, сильные возбудитель для женщин возбуждающие кремы и средства для женщин. Таблетки для женщин возбудитель в аптеках возбудитель для женщин в кишиневе, испытание женского возбудителя на себе. Возбудители для женщин уколы какие возбудители для женщин продаются в аптеках, возбуждающее для женщин средства в аптеке.

Результаты клинических испытаний Blue Wizard

Где можно купить возбудитель для женщин отзывы возбудитель для женщин в аптеках капли цена в новосибирске, самый эффективный возбудитель для женщин отзывы. Мощный женский возбудитель возбуждающие кремы и средства для женщин, лучший возбудитель для женщин отзывы лучшие возбудители для женщин форум. Секс любимой женщины возбуждает женские порошковые возбудители, возбудитель женский серебряная лисица.

Мнение специалиста

Запрещенный женский возбудитель женский возбудитель капли описание, какой самый сильный женский возбудитель в каплях название. Возбудитель для женщин в аптеках мариуполя хорошие женские возбудители, купить женский возбудитель в астане лучшие возбудители для женщин форум. Возбудители быстрого действия для женщин и мужчин под действием женского возбудителя, возбудитель для женщин в аптеках в москве.

Способ применения Blue Wizard

Купить женский возбудитель в астане возбудитель для женщин в аптеках спб купить, возбуждающее для женщин средства в аптеке. Возбудители для женщин в аптеке отзывы женский возбудитель купить в аптеке минска, купить женские возбудители в аптеке где купить женский возбудитель в беларуси. Какой лучше всего женский возбудитель , возбудитель для женщин липецк.

Как заказать Blue Wizard?

Женский возбудитель это что возбудители для женщин в харькове, заказать конский женский возбудитель. Женский возбудитель в аптеках в каплях цена в нижнем новгороде возбудитель для женщин в аптеках в москве, жвачки возбудитель для женщин отзывы какие возбудители для женщин продаются в аптеках. Женская возбудитель в аптеках в хабаровске таблетки для женщин возбудитель в аптеках, жвачки возбудитель для женщин отзывы. Перевозбужденные женщины женский возбудитель капли описание, женский возбудитель в аптеках красноярска.

Женский возбудитель капли описание, женский возбудитель купить в аптеке минска, купить возбудитель для женщин в вологде, фото женского возбудителя, женский возбудитель капли описание, возбудители быстрого действия для женщин и мужчин, сильные возбудитель для женщин.
Официальный сайт Blue Wizard возбуждающие капли для женщин

Купить Blue Wizard возбуждающие капли для женщин можно в таких странах как:

Диета № 1 (Щадящая диета)

Рекомендуемые продукты и блюда	Исключаемые продукты и блюда
Хлеб пшеничный из муки высшего и 1-го сорта вчерашней выпечки или подсушенный, печенье сухое, сухой бисквит, несдобные булочки	Ржаной и любой свежий хлеб, изделия из слоеного теста
Супы из разрешенных протертых овощей на морковном, картофельном отваре, молочные супы из хорошо разваренных круп, молочные супы-пюре из овощей, супы-пюре из заранее вываренных кур или мяса, из протертых сладких ягод с манной крупой	Мясные и рыбные бульоны, грибные и крепкие отвары, щи, борщи, окрошка
Нежирные сорта мяса, без кожи у птиц, паровые и отварные блюда из говядины, молодой нежирной баранины и обрезной свинины, кур, индейки, паровые котлеты, биточки, кнели, суфле, пюре, зразы, бефстороганов из вареного мяса	Жирные или жилистые сорта мяса животных и птиц (утки, гуся), консервы, копчености
Нежирные виды рыб без кожи, куском или в виде котлетной массы, сваренной в воде или на пару	Копченая и соленая рыба, консервы
Молоко, сливки, некислый кефир, простокваша, ацидофилин, йогурт, творог и сметана, запеченные сырники, ленивые вареники, пудинги, неострый сыр тертый	Молочные продукты с высокой кислотностью, острые, соленые сыры
Яйца 2-3 шт в день, всмятку, паровой омлет	Яйца, сваренные вкрутую и жареные
Рис, гречневая, манная и овсяная крупы, каши, сваренные на молоке или воде, полувязкие и протертые	Кукурузная крупа, бобовые
Картофель, морковь, свекла, цветная капуста, ограниченно-зеленый горошек, сваренные на пару или в воде и протертые, спелые некислые томаты	Белокочанная капуста, репа, редька, щавель, шпинат, лук, огурцы, соленые, квашеные и маринованные овощи, грибы
Салат из отварных овощей, мяса, рыбы, язык отварной, паштет из печени, икра осетровых, колбаса докторская, молочная, диетическая	Острые и соленые закуски, консервы, копчености
В протертом, вареном и печеном виде сладкие ягоды и фрукты, кисели, желе, зефир, пастила, молочный кисель, компоты, снежки	Кислые, недостаточно спелые, богатые клетчаткой фрукты и ягоды, не протертые сухофрукты, шоколад, мороженое
Молочные соусы без пассеровки муки с добавлением сливочного масла, сметаны, фруктовые, молочно-фруктовые, ограниченно — укроп, петрушка, ванилин, корица	Мясные, рыбные, грибные, томатные соусы, хрен, кетчуп, горчица
Некрепкий чай, чай с молоком, сливками, слабые какое и кофе с молоком, сладкие соки из фруктов и ягод, отвар шиповника	Газированные напитки, квас, черный кофе
Сливочное несоленое масло, коровье топленое высшего сорта, рафинированные растительные масла	Другие жировые продукты

Сильные женские возбудители названия

Ключевые теги: купить в москве женский возбудитель капли, Купить Blue Wizard возбуждающие капли для женщин в Львове, реально действующий женский возбудитель форум.

Женский возбудитель купить самара, возбудитель для женщин в кирове купить, возбудитель для женщин купить в аптеке где, как сделать в домашних условиях женский возбудитель, возбудитель женского влечения.

Принцип действия Blue Wizard

Возбудитель для женщин в аптеках омска таблетки для женщин возбудитель купить, женский возбудитель купить в украине в аптеке. Возбудители для женщин которые усиливают желание купить возбудитель для женщин в тюмени, где купить сильный женский возбудитель возбудитель для женщин в аптеках капли ярославль. Молот тора женский возбудитель Купить Blue Wizard возбуждающие капли для женщин в Орхее, возбудитель женщин рассказы.

Официальный сайт Blue Wizard возбуждающие капли для женщин

Состав Blue Wizard

Возбуждающие капли для женщин отзывы реальные женский возбудитель в каплях без запаха, купить духи женский возбудитель. Возбудитель женщин рассказы возбудитель женского влечения, отзывы о женском возбудителе silver fox купить женский возбудитель в тольятти. До ит возбудитель для женщин отзывы цена возбудитель для женщин в казани, женский возбудитель капли самый эффективный купить в аптеке. Женского возбудителя не существует женский возбудитель rendez vous купить в аптеке москва, как действует возбудитель для женщин отзывы.

Результаты клинических испытаний Blue Wizard

До ит возбудитель для женщин отзывы цена женский возбудитель red spider, как действует возбудитель для женщин отзывы. Женский возбудитель rendez vous состав аптека ру возбудитель для женщин, женский возбудитель история простые женские возбудители. Женский возбудитель где купить в воронеже чем можно возбудить женщину для секса, женские возбудители в каплях цены.

Мнение специалиста

Куплю женские возбудители женский возбудитель цена в омске, какие возбудители для женщин продаются в аптеках. Купить возбудитель для женщин быстрого действия в москве женский возбудитель в каплях без запаха, заказать женский возбудитель женский возбудитель купить самара. Rendez vous женский возбудитель цена отзывы самые сильные возбудители совместимые с алкоголем для женщин, женские возбудители в твери.

Способ применения Blue Wizard

Женские возбудители в твери отзовы об женском возбудители, женский возбудитель мужчине. Женский возбудитель в каплях в москве купить кто пробовал женские возбудители, реально действующий женский возбудитель форум что будет если женский возбудитель выпьет. Помогали женские возбудитель лучшие возбудители для женщин отзывы, лучшие возбудители для женщин отзывы.

Как заказать Blue Wizard?

Купить женский возбудитель в аптеках киева купить женский возбудитель в сургуте, как использовать конский возбудитель для женщин. Электронный возбудитель для женщин женского возбудителя не существует, где купить женский возбудитель в харькове где купить женский возбудитель в харькове. Заказать женский возбудитель женские возбудители крем для влагалища, какие возбудители для женщин продаются в аптеках. Можно ли принимать женский возбудитель мужчине какие женские возбудители сильные, отзовы об женском возбудители.

Женский возбудитель купить в оренбурге, какой женский возбудитель, женские возбудители в аптеках беларуси, купить женский возбудитель в сургуте, женский форум отзывы о возбудителе, купить женский возбудитель без запаха, возбудитель для женщин в аптеках капли ярославль.
Официальный сайт Blue Wizard возбуждающие капли для женщин

Купить Blue Wizard возбуждающие капли для женщин можно в таких странах как:

Нужна ли прививка переболевшим Covid-19? Объяснение иммунолога

Диана Курышко
BBC News Украина

25 ноября 2021

Автор фото, unian

Дмитрий Разумков, пребывая на должности спикера Верховной Рады, отказался вакцинироваться от коронавируса, аргументируя это тем, что переболел, и его защищают антитела.

А потом Разумков повторно заразился Covid-19.

В одном из эфиров Юлия Тимошенко также заявила, что у нее сильные антитела, а гости студии призвали ее вакцинироваться, несмотря на то, что политик переболела.

Некоторые врачи отговаривают от вакцинации переболевших ковидом или просят перед прививкой сдать анализы. Правы ли они?

Что говорят последние исследования? Нужно ли вакцинироваться переболевшим? Когда? И сколько раз?

На эти вопросы отвечает Федор Лапий, иммунолог и глава национальной технической группы экспертов по иммунопрофилактике. Эта группа утверждает рекомендации Минздрава касательно прививок.

Автор фото, unian

Підпис до фото,

Иммунолог Федор Лапий: вакцинироваться переболевшим нужно

Прививка после болезни

На сегодняшний день все исследования свидетельствуют о том, что всем переболевшим и непривитым необходимо вакцинироваться.

Однако ведутся дискуссии о том, нужно ли отсрочить прививку и какое количество доз вводить.

Еще в начале кампании по вакцинации ВОЗ советовала переболевшим Covid-19 делать прививку через 6-8 месяцев после выздоровления. Но последняя рекомендация, опубликованная в сентябре, гласит, что отложить прививку можно всего на три месяца.

В Украине, как и в Британии, разрешено прививаться уже через 28 дней после появления первых симптомов Covid-19.

Автор фото, unian

То есть переболевший может получить справку и отстрочить вакцинацию на три месяца. Но, по желанию, привиться можно и раньше — через 28 дней после начала болезни.

В некоторых европейских странах советуют после болезни делать одну дозу.

ВОЗ рекомендует две дозы. США и примерно половина стран Европы приняли решение о двух дозах для переболевших.

В Украине переболевшие также получают две дозы.

Зачем нужны прививки — объяснение иммунолога

Формирование иммунного ответа, иммунной памяти можно объяснить на следующем примере.

Если бы вам дали прочесть стихотворение, вы бы его прочли и поняли, о чем идет речь, но вряд ли смогли бы воспроизвести без остановки и без ошибок.

Для того чтобы стихотворение воспроизвести в состоянии усталости или после длительного перерыва, вам нужно прочитать его несколько раз.

Так работает и иммунная система. Когда человек впервые болеет — это можно назвать первичной иммунной реакцией. Последующая встреча с возбудителем позволяет сформировать лучшую иммунную память и говорить уже не о количестве, а о качестве этой памяти.

Для переболевших вакцинация — это дополнительная тренировка их иммунной системы. Это обучение приводит к лучшему реагированию в случае вторжения возбудителя. Даже если этот возбудитель несколько иной — мутировавший вирус.

Исследования доказали, что вакцинировать переболевших нужно для более длительной и лучшей защиты.

Автор фото, unian

Также вакцина может помочь выздоровевшим избавиться от постковидных синдромов. К примеру, от усталости, сонливости, апатии.

У меня была знакомая с длительным ковидом, который она переносила очень тяжело — не было сил, сонливость, усталость не давали нормально жить. А до болезни это была очень энергичная женщина. Она решила не ждать полгода и вакцинировалась раньше, и все постковидные симптомы прошли.

Мы сначала отнеслись к этому с юмором. Но весной 2021 года начали появляться первые научные публикации о том, что вакцинация людей с длительным ковидом действительно помогает избавиться от этих состояний.

Если я не знал, что болен и вакцинировался, ухудшит ли вакцина мое состояние?

Вакцинацию не рассматривают как экстренную профилактику Covid-19. Нужно время и две дозы, чтобы развить иммунный ответ и защиту от тяжелого течения болезни.

Но если вакцинировать человека во время инкубационного периода, то есть, когда болезнь есть, а симптомов еще нет, это не повредит и не будет способствовать более тяжелому течению Covid-19.

Нужна ли прививка переболевшим дважды?

У учёных нет единого ответа и на этот вопрос.

Нужно ли сдавать анализы перед вакцинацией?

Вакцина от Covid-19 не содержит живых организмов. И ее введение — абсолютно безопасно.

Анализы перед вакцинацией ничего не дадут. Если нужны анализы для лечения или мониторинга другого заболевания, их можно и нужно делать, но к вакцинации это не имеет никакого отношения.

Всего с начала вакцинации от Covid-19 в Украине полностью вакцинировались, получив две дозы вакцины, 10 млн человек, одну дозу получили более 13 миллионов человек.

За все время пандемии заболели 3,3 млн человек, умерли — 82 тысячи. На пике третьей волны ежедневно в ковидных отделениях умирали по 800 человек.

Вакцинированные также болеют, но переносят заболевание значительно легче. Около 95% пациентов ковидных больниц не были привиты.

Врачи и Минздрав Украины призывают граждан вакцинироваться, чтобы защитить себя от тяжелой формы Covid-19.

Хотите получать самые важные новости в мессенджер? Подписывайтесь на наш Telegram или Viber!

Какие симптомы бывают у пневмонии и как её лечить у взрослых и детей?

Воспаление лёгких или пневмония – вирусное заболевание, которое поражает лёгочную ткань и препятствует нормальному кислородному обмену между воздухом и кровью. Воспалительные выделения, которые попадают в альвеолы, не позволяют организму получать достаточный объем кислорода. А если заболевание захватывает большую часть легких, развивается острая дыхательная недостаточность.

Пневмонии подвержены люди со слабой иммунной системой, дети и пожилые люди. Ежегодно только в России от заболевания страдают 1,5 млн человек и 30% из них составляют дети младшего возраста и люди старше 70 лет.

Но пневмонию можно и нужно лечить! И делать это рекомендуется с помощью комплексного подхода. Лечение любого заболевания начинается с правильной постановки диагноза. Поэтому при первых признаках развития патологии обращайтесь за консультацией специалиста.

Какие первые симптомы пневмонии, как правильно и комплексно подходить к лечению и что требуется для диагностики заболевания, мы расскажем в этой статье.

Причины развития пневмонии

Пневмония развивается, когда в легкие попадают бактерии и вирусы, а также инородные агенты, которые поражают часть или всю легочную ткань. Возбудители патологии попадают в организм человека респираторным путем, редко – через кровь.

Почему заболевание быстро развивается в теле человека с пониженным иммунитетом? В нашем организме постоянно присутствуют бактерии, но защитные механизмы не дают им размножаться, вызывая патологию. Но если иммунная система ослаблена, вредная микрофлора увеличивает популяцию, что приводит к появлению воспалительного процесса.

Также часто развивается вирусная пневмония на фоне распространения простудных заболеваний верхних дыхательных путей (бронхита, трахеита). Также причиной воспаления легких может стать переохлаждение организма, стресс, переутомление, злоупотребление курением. Риск развития заболевания повышается у людей с хроническими заболеваниями и ожирением.

Признаки пневмонии у взрослого

При появлении заболевания у человека повышается температура тела, которая может достигать 38°, присутствует общая слабость во всем организме, болит голова, пациенту хочется лечь и расслабиться. Через несколько дней появляется сильный приступообразный кашель, появляется мокрота.

Боль в грудной клетке, особенно в очаге воспаления, а также появление одышки говорят о серьезности ситуации и явно указывают на воспаление лёгких.

Здесь указаны общие признаки, однако характер и время их проявления может отличаться в зависимости от вида пневмонии. При вирусной пневмонии первые симптомы появляются стремительно и больной чувствует резкое ухудшение самочувствия. С самого начала болезни наблюдается боль в мышцах, высокая температура тела, сильная головная боль, мучительный сухой кашель.

Бактериальная пневмония напротив развивается постепенно. Болезнь начинается только через 2 недели после появления первых признаков. После этого наступает резкое облегчение, улучшение общего состояния больного, потом снова резко поднимается температура, возникает головная боль, усиливается кашель, появляется гнойная мокрота.

Одним из серьезных видов заболевания является атипичная двусторонняя пневмония, которая обширно поражает лёгочную ткань и развивает дыхательную недостаточность. По своим симптомам двусторонняя пневмония напоминает простудную вирусную инфекцию, а в лёгких еще не слышны характерные хрипы. Многие начинают лечиться самостоятельно, что усугубляет состояние.

Поначалу заболевший думает, что его состояние улучшилось, симптомы патологии начинают уходить. Но потом кашель усугубляется и начинается вторая волна заболевания.

Симптоматика у пожилых людей может немного отличаться. В первую очередь появляется сухой кашель, одышка во время небольших физических нагрузок на тело или даже в состоянии покоя. Часто заболевание протекает без повышения температуры у людей зрелого возраста.

Признаки пневмонии у ребенка

Часто пневмония у детей появляется как осложнение какой-либо вирусной инфекции (ОРВИ, грипп и т. д.).

Кашель, который усиливается со временем;
Если самочувствие малыша улучшилось, а затем снова стало плохо, это может говорить о присутствии осложнений;
Каждый глубокий вздох приводит к сильному приступу кашля;
Появляется сильная бледность кожных покровов на фоне развития перечисленных симптомов;
Появление одышки.

Заразна ли пневмония?

Воспалительный процесс в легочной системе чаще всего появляется по причине размножения вируса и как осложнение перенесенного гриппа или ОРВИ. Самой пневмонией в таких случаях заболеть невозможно, но легко подхватить заболевание, которое стало первопричиной. То есть пневмония сама по себе не заразна, а развитие воспаления в лёгких – самостоятельное осложнение, которое возникло на фоне ослабленного иммунитета и неправильного самолечения.

Может ли пневмония пройти сама по себе без лечения?

Воспаление легких или пневмония — одно из самых опасных и частых заболеваний дыхательной системы. Опасность заключается в том, что не всегда специалисты успевают вовремя поставить диагноз. Люди не идут с кашлем и температурой к доктору, а предпочитают пару дней отлежаться дома, пока заболевание не распространится. Состояние может ухудшиться до двусторонней пневмонии, которая несет за собой тяжелые последствия, длительное лечение или хронические заболевания.

Сто лет назад, до открытия пенициллина, пневмония забирала жизни заболевших. Наука и медицина не стоят на месте — за сто лет наша жизнь кардинально изменилась. У людей в каждой аптечке лежат антибиотики, а в больницах проводят операции на современном оборудовании. Однако по данным РАН, пневмония все еще входит в список самых смертоносных инфекционных болезней, и ее не стоит недооценивать.

Пневмония сама не пройдет. Эта болезнь может привести к смерти человека, поэтому обращение к врачу жизненно важно. Лечение пневмонии должен назначать врач. Именно он определяет: нужны ли антибиотики и какие, а также решает вопрос о степени тяжести заболевания.

При пневмонии всегда высокая температура и сильный кашель, так ли это?

Это очень большое и опасное для здоровья заблуждение. Ошибки при диагностировании заболевания — одна из основных причин смертности от пневмонии. По данным врачей, до 30% случаев пневмонии не диагностируются или выявляются слишком поздно, так как люди не видят надобности приходить к врачу до появления высокой температуры. В итоге это приводит к ухудшению состояния человека и развитию тяжелых осложнений. Бессимптомная, скрытая, но самая настоящая пневмония нередко развивается у детей и у пожилых людей. Главная и самая опасная проблема диагностики пневмонии у пожилых пациентов заключается в том, что болезнь успешно маскируется под различные хронические заболевания. В таком случае она проходит без самого главного для нас маркера заболевания — без температуры. Как тогда понять, что пневмония проходит у взрослого человека? — Наблюдать за своим организмом, и своевременно при ухудшении самочувствия обращаться к врачу.

При наличии каких признаков следует обратиться к доктору?

повышенная потливость;
слабость;
одышка.

К слову, миф о том, что пневмония обязательно сопровождается сильным кашлем — всего лишь миф. Эта проблема в большинстве своем свойственна не старшему поколению, а детям. Нередки случаи, когда пневмония прогрессирует, а кашля нет. Если вовремя не обратиться к врачу и не поставить диагноз, то у ребенка могут появиться хронические последствия.

Воспаление легких у детей можно выявить по следующим симптомам:

одышка и боль в груди при передвижении;
боль при повороте туловища
невозможность сделать глубокий вдох;
тахикардия;
непереносимость физической нагрузки;
быстрая утомляемость;
слабость;
человек выглядит бледным, но с ярким нездоровым румянцем.

Как передается пневмония?

Заболевание может передаваться разными способами, среди которых:

Воздушно-капельный способ. Во время заболевания на слизистой оболочке рта и носа образуются капли, которые распространяются по воздуху во время чихания и кашля. Заразиться воздушно-капельным путем можно в любом общественном месте: больнице, магазине, общественном транспорте. Патогенный возбудитель распространяется по воздуху вместе с частичками слизи, мокроты, слюны.
Контактный. Также инфекция передается во время соприкосновений – рукопожатия, объятия, поцелуя. Люди подвергаются инфекции, когда прикасаются к загрязненным предметам или во время того, когда трогают грязными руками рот, глаза, нос.
Бытовой. Инфекция может передаваться через полотенца, посуду и постельное белье общего пользования. Поэтому больного нужно снабдить личными предметами гигиены, и по мере возможности чаще их менять и стирать.

Однако обрабатывать предметы личной гигиены нужно очень тщательно. Доказано, что вирусный микроорганизм способен выживать до 4 часов на любой поверхности. Болезнетворным бактериям нестрашен мороз, даже хлоркой его можно уничтожить лишь спустя пять минут после непосредственной обработки.

Фекальный. Вирус выживает до двух суток в фекальных массах при нормальном опорожнении кишечника. Можно легко перенять заболевание при неправильной уборке унитаза или личной гигиене. Чтобы не произошло заражения, особенно от маленьких детей, важно постоянно мыть руки после уборки детского горшка, часто менять подгузники и тщательно мыть место испражнения.

Пневмония и бронхит: в чем различие?

Оба заболевания оказывают влияние на дыхательную систему человека, а значит имеют схожие симптомы. Зачастую две патологии бывает сложно отличить друг от друга.

Пневмония	Бронхит
В большинстве случаев сопровождается резким повышением температуры до 38-39° и лихорадочным состоянием. Наблюдается незначительное повышение температуры.	Сопровождается сильным сухим кашлем. В некоторых случаях может появиться мокрота зеленоватого цвета или с прожилками крови. Влажный кашель, мокрота имеет светлый оттенок.
При прослушивании грудной клетки слышны «влажные» хрипы.	При прослушивании грудной клетки слышны «сухие» хрипы.

Как происходит диагностика пневмонии?

Если заболеванием страдает ребенок, нужно обратиться за осмотром педиатра. Если взрослый – запишитесь на прием к терапевту, который направит вас при необходимости к узкопрофильному специалисту. Врач проведет внешний осмотр, соберет анамнез, изучит историю болезни и узнает о проявляющихся симптомах заболевания.

Вас направят на сдачу лабораторных анализов:

Общий анализ крови;
Общий анализ мочи;
Анализ мокроты — проводится для определения воспалительного процесса в организме, а также возбудителя пневмонии и его чувствительности к антибиотикам.

Из диагностических методов исследования вам назначат:

Рентгенографию грудной клетки – на снимках появляются затемнения в местах поражения тканей;
Компьютерную томографию и магнитно-резонансную томографию – используют в качестве дополнительных мер, когда другие методы не позволяют поставить точный диагноз.

Способы лечение пневмонии

Если пневмония имеет бактериальную природу, назначают прием антибиотиков. Их эффективность можно оценить через 48-72 часа. Если температура спадает, кашель становится реже, а пациент начинает чувствовать себя лучше, прием продолжается. Прерывать курс лекарств нельзя, и важно принимать их правильно по предписанию врача. Если антибиотики не помогают, назначают другое лечение или меняют на препарат из другой группы.

При вирусной пневмонии антибиотики не эффективны, поэтому назначают противовирусные препараты. В качестве вспомогательных веществ могут быть назначены витамины и иммуномодуляторы.

Как только температура тела больного вернулась к норме, можно назначать физиотерапию. Она позволяет вывести мокроту из лёгких. Для этого нередко принимают и фитопрепараты, например, корень солодки или комплексные грудные сборы.

Вместе с медикаментозным лечением больным необходим постельный режим, питание с содержанием белка и витаминов, обильное теплое питье. Для лучшего эффекта рекомендуются терапевтические методы – электрофорез, ингаляции, массаж, магнитотерапия и т.д.

Прививка от пневмонии как профилактика

Прививаться от пневмококковой инфекции стоит в тех случаях, когда:

Происходят частые вспышки заболеваний;
Посещение зон общественного пользования;
Работа в бактериологической лаборатории;
Частые пневмонии, ОРВИ и грипп, от которых страдает пациент.

Существует несколько препаратов, которые вводятся внутривенно от защиты от заболевания. Все они отличаются по своему составу, стоимости и широтой спектра действия.

Во взрослом возрасте прививка ставится единоразово, стойкая иммунная реакция на возбудителя вырабатывается через 2-3 недели. Но при этом специалисты рекомендуют прививаться раз в 5 лет.

Диагностикой и лечением пневмонии занимаются специалисты клиники «Медюнион». Записаться на прием к специалисту вы можете одним из удобных для вас способов:

Онлайн на нашем сайте medyunion.ru. Заполните электронную форму, указав ваши контактные данные, специализацию врача, удобные дату и время для приема.
Закажите обратный звонок, указав ваше имя и номер телефона. Наши менеджеры перезвонят вам в течение 15 минут и ответят на интересующие вас вопросы.
Позвоните в регистратуру медицинской клиники по номеру телефона +7 (391) 202-95-80.

Что такое патогены, и что они сделали с нами и для нас?

Francois Balloux

UCL Genetics Institute (UGI), Darwin Building, Gower Street, London, WC1E 6BT UK

Lucy van Dorp

UCL Genetics Institute (UGI) Street Darwin Building, Darwin Building , Лондон, WC1E 6BT UK

UCL Genetics Institute (UGI), Darwin Building, Gower Street, London, WC1E 6BT UK

Автор, отвечающий за переписку. Открытый доступ Эта статья распространяется на условиях Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе, при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на первоначального автора (авторов) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Отказ Creative Commons Public Domain Dedication (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) распространяется на данные, представленные в этой статье, если не указано иное. Эта статья цитируется в других статьях PMC.

Abstract

Микробы обитают на нас, внутри нас и вокруг нас. Они населяют практически любую среду на планете, а количество бактерий, переносимых средним человеком, в основном в его кишечнике, превышает количество человеческих клеток. Подавляющее большинство микробов безвредны для нас, и многие из них играют важную роль в здоровье растений, животных и человека. Другие, однако, являются либо облигатными, либо факультативными патогенами, оказывающими целый спектр вредных воздействий на своих хозяев. До недавнего времени инфекционные заболевания исторически представляли собой наиболее частую причину смерти людей, намного превосходя потери, понесенные войнами или голодом.С самого начала человечества и на протяжении всей истории инфекционные заболевания определяли эволюцию, демографию, миграции и историю человечества.

Что такое возбудитель?

Патоген определяется как организм, вызывающий заболевание у своего хозяина, при этом тяжесть симптомов заболевания называется вирулентностью. Патогены таксономически широко разнообразны и включают вирусы и бактерии, а также одноклеточные и многоклеточные эукариоты. Каждый живой организм поражен патогенами, в том числе бактериями, на которые нацелены специализированные вирусы, называемые фагами.

Количество вирусов и бактерий на Земле ошеломляет, и они обитают практически во всех средах. В литре поверхностной морской воды обычно содержится более десяти миллиардов бактерий и 100 миллиардов вирусов. Количество вирусов на Земле оценивается примерно в 10 ³¹, что примерно в десять миллиардов раз превышает количество звезд во Вселенной [1]. Средний человек состоит примерно из 30 триллионов клеток, но несет такое же количество бактерий, в основном в кишечнике [2].

Подавляющее большинство вирусов и бактерий, которым мы подвергаемся, не оказывают отрицательного воздействия, а некоторые даже могут быть полезными, хотя небольшая их часть может серьезно повлиять на наше здоровье. В частности, около одного из миллиарда видов микробов является патогеном для человека. Действительно, было описано около 1400 патогенов человека, в то время как было подсчитано, что на Земле существует один триллион видов микробов, подавляющее большинство из которых остаются не охарактеризованными [1].

Каковы отношения между патогенами и хозяевами?

Патогены можно разделить на две основные категории, а именно факультативные и облигатные патогены, что отражает то, насколько тесно их жизненный цикл связан с их хозяином.

Факультативные патогены — это организмы, хозяин которых является лишь одной из ниш, которые они могут использовать для воспроизводства. Факультативные патогены — это, прежде всего, бактерии и грибки из окружающей среды, которые иногда могут вызывать инфекцию. В их число входят многие из наиболее проблемных бактерий, приобретенных в больницах, участвующих в пандемии устойчивости к противомикробным препаратам. Иногда проводится различие между факультативными и случайными патогенами, причем последние представляют собой те, которые лишь изредка заражают ослабленных или ослабленных хозяев.Типичные примеры «случайных» патогенов включают Neisseria meningitidis или Escherichia coli .

Облигатные патогены нуждаются в хозяине для выполнения своего жизненного цикла. Все вирусы являются облигатными патогенами, поскольку их размножение зависит от клеточного аппарата своего хозяина. Облигатные патогены обнаруживаются среди бактерий, включая возбудителей туберкулеза и сифилиса, а также простейших (например, вызывающих малярию) и макропаразитов.

Некоторым облигатным патогенам для выполнения своего жизненного цикла требуется несколько разных хозяев.Определенный хозяин, который поддерживает взрослую форму патогена, часто является позвоночным, а промежуточный хозяин (называемый вектором) обычно является членистоногим или моллюском. Такое чередование позвоночных и беспозвоночных хозяев встречается у вирусов (например, вируса Зика), бактерий (например, болезни Лайма) и простейших (малярия). Трематоды (плоские паразитические черви) идут еще дальше, и некоторые из них демонстрируют один из самых барочных жизненных циклов. Дигенетические трематоды имеют основной жизненный цикл с тремя хозяевами, а для некоторых видов — с четырьмя хозяевами.Например, Halipegus occidualis последовательно должен инфицировать пресноводную улитку, остракода, нимфу стрекозы и завершает свой цикл после того, как стрекоза съедена зеленой лягушкой Rana clamitans , где она находится под ее языком [3].

Каков круг хозяев болезнетворных микроорганизмов?

Некоторые патогены могут инфицировать только один вид хозяина, тогда как другие могут инфицировать множество видов хозяев. Диапазон хостов может показаться весьма своеобразным, если не озадаченным.Например, проказа у людей вызывается двумя родственными внутриклеточными бактериями Mycobacterium leprae и Mycobacterium lepromatosis , которые в дикой природе ограничены только людьми, а также броненосцами в Америке и белками в Шотландии [4].

И наоборот, Yersinia pestis , другая внутриклеточная облигатная бактерия и возбудитель чумы, имеет естественный жизненный цикл, включающий чередование инфекций грызунов и блох, но может инфицировать практически любого млекопитающего-хозяина.Интересный поворот в случае чумы заключается в том, что Y. pestis не очень хорошо адаптирован к человеку-хозяину. За исключением редких случаев передачи инфекции от человека человеку, называемой легочной чумой, эпидемии чумы (бубонная чума) вызываются укусами людей зараженными чумой блохами. По иронии судьбы для патогена, который, возможно, является крупнейшим убийцей в истории человечества, бубонная чума является полной эволюционной катастрофой. Человеческий хозяин подвержен очень высокому риску смерти, блохи не могут размножаться, питаясь человеческой кровью, а бактерия застряла в эволюционном тупике, поскольку не может передать другому хозяину.

Нет очевидного предиктора для диапазона хозяев различных патогенов. Интуитивно может возникнуть соблазн предсказать, что патогены, имеющие более тесные отношения со своим хозяином, более адаптированы к своему хозяину и, следовательно, имеют более ограниченный круг хозяев. Однако нет очевидной закономерности, свидетельствующей о том, что вирусы (которые полагаются на аппарат клетки-хозяина для своего воспроизводства) имеют более узкий круг хозяев, чем бактерии. Кроме того, внутриклеточные бактерии, по-видимому, не имеют значительно более узкого круга хозяев, чем внеклеточные, несмотря на то, что они более тесно связаны со своим хозяином.

Нам относительно мало известно о лежащих в основе генетических изменениях, необходимых для того, чтобы патоген заразил нового хозяина, хотя, что интересно, только несколько мутаций могут потребоваться для прыжка хозяина. Например, птичий грипп находится всего в пяти мутациях от передачи у млекопитающих [5], и одной замены аминокислоты было достаточно, чтобы адаптированная к человеку бактерия Staphylococcus aureus стала патогеном кроликов [6].

Что особенного в геномах патогенов?

Облигатные патогены, как правило, в высокой степени адаптированы к своим хозяевам, со сложными механизмами синхронизации их жизненных циклов с жизненными циклами хозяина, а также способностью манипулировать иммунной системой, метаболизмом и иногда даже поведением хозяина.Гены, кодирующие белки, специфичные для патогенности, называются факторами вирулентности, которые включают множество молекул, необходимых для колонизации хозяина, иммуноэвазии и иммуносупрессии, поглощения питательных веществ внутри хозяина, а также входа и выхода из клеток для внутриклеточных патогенов.

У бактерий факторы вирулентности часто встречаются в группах генов на островках патогенности, которые могут переноситься горизонтально плазмидами или другими мобильными элементами. Например, одна из отличительных черт бактерии чумы Y.pestis от его менее вирулентного ближайшего родственника Yersinia pseudotuberculosis , представляет собой включение на ранней стадии своей эволюции двух плазмид, несущих гены, участвующие в патогенности [7].

В то время как приобретение новых генов и перепрофилирование существующих имеет важное значение в эволюции в сторону патогенности, общей чертой в процессе эволюции в сторону патогенности является сокращение генома за счет инактивации и потери генов. В первую очередь это можно объяснить тем фактом, что хозяин представляет собой довольно стабильную и богатую ресурсами среду, в которой некоторые метаболические пути, необходимые для этой среды, не нужны.Уменьшение генома — это общая тенденция, сопровождающая эволюцию к патогенности, и наблюдается у Mycobacterium tuberculosis , патогенных штаммов E. coli и в продолжающейся адаптации линий Klebsiella pneumoniae к пациентам с муковисцидозом. Наиболее ярким примером является проказа ( M. leprae и M. lepromatosis ), которая потеряла почти половину генов, обнаруженных у их экологических родственников [8]. Другой интересной тенденцией многих бактериальных патогенов является вторичная потеря способности подвергаться генетической рекомбинации [9].

Как болезнетворные микроорганизмы вызывают болезнь?

Патогены вызывают заболевание у своих хозяев разными путями. Наиболее очевидным способом является прямое повреждение тканей или клеток во время репликации, как правило, путем выработки токсинов, что позволяет патогену достигать новых тканей или выходить из клеток, внутри которых он реплицировался. Бактериальные токсины являются одними из самых смертоносных известных ядов и включают известные примеры, такие как столбняк, сибирская язва или ботулинический токсин, известный как ботокс в его коммерческом применении.

Однако повреждение хозяина часто наносится самому себе из-за сильного, а иногда и чрезмерного иммунного ответа, который без разбора убивает инфицированные и неинфицированные клетки и повреждает ткани хозяина. Типичные примеры дезадаптивной сверхреакции иммунной системы включают цирроз и рак печени при гепатите B [10] или эпидемию гриппа 1918–1919 годов, когда жертвы были самыми высокими среди молодых и здоровых людей, возможно, потому, что они вызвали сильнейший иммунный ответ и как таковые умерли от «цитокинового шторма» в легких, в результате чего пациенты буквально тонули в жидкостях собственного тела [11].

Некоторые патогены получают выгоду от иммунной реакции хозяев, чтобы распространяться внутри инфицированного хозяина или увеличивать их передачу неинфицированным хозяевам. Грипп передается в основном через аэрозоли, образующиеся при чихании и кашле, которые он вызывает. Vibrio cholerae вызывает сильный воспалительный ответ в слизистой оболочке кишечника, приводящий к водянистой диарее и обеспечивающий его выброс в окружающую среду и, таким образом, заражение других хозяев.

Являются ли сопутствующие патогены менее вирулентными?

Патогены сильно различаются по степени тяжести симптомов — от легкого неудобства до гарантированной смерти.Иногда предполагается, что самые смертоносные патогены представляют собой недавние скачки в организме хозяина, когда вирулентность патогенов не адаптирована к новому хозяину, и что совместная эволюция между хозяином и патогеном со временем приведет к более доброкачественным симптомам. Однако это верно только в случае строго вертикальной передачи (например, от матери к ребенку), когда выживание и передача хозяина и патогена тесно связаны.

В случае горизонтальной передачи ситуация более сложная, и нет прямого способа предсказать эволюцию вирулентности в будущем, поскольку она будет зависеть от множества факторов, включая популяционную структуру хозяина и корреляцию между вирулентностью. и трансмиссия [12].Примером из учебника по снижению вирулентности является введение миксоматоза в популяцию европейских кроликов в Австралии и Франции в 1950 и 1952 годах, соответственно. После введения вирус первоначально убил около 99% инфицированных кроликов, но через несколько лет смертность снизилась до 90% после появления ослабленных штаммов вируса и генетической устойчивости в популяции кроликов. Несмотря на то, что вирулентность снизилась, что привело к более высокому уровню передачи, нынешний уровень смертности в 90% остается чрезвычайно высоким, и нет никаких доказательств дальнейшего снижения в краткосрочной перспективе [13].

Bd GPL, глобальная линия грибкового патогена амфибий Batrachochytrium dendrobatidis ( Bd ), является единственным известным патогеном, истребившим весь вид хозяина. Тем не менее, за три десятилетия, прошедшие с момента его открытия, он не показывает никаких признаков развития более низкой вирулентности. Основная причина слабого избирательного давления на Bd для ослабления вирулентности заключается в том, что он может инфицировать очень широкий круг хозяев, так что вымирание любого конкретного вида хозяев имеет ограниченное влияние на его приспособленность.Хуже того, некоторые виды-хозяева, такие как широко интродуцированная африканская когтистая лягушка Xenopus laevis и американская лягушка-бык Rana catesbeiana , бессимптомно переносят болезнь, подпитывая глобальные пандемии Bd и ограничивая любые краткосрочные перспективы. для значительного снижения вирулентности [14]. Это всего лишь примеры эволюции вирулентности, но оба показывают, что не существует простой модели снижения патогенности со временем.

Сколько лет основным патогенам человека?

Помимо нескольких предполагаемых наследственных патогенов, в том числе Helicobacter pylori [15], которые могли сосуществовать со своим человеческим хозяином, инфекционные заболевания, поражающие нас, были переданы через переход хозяина от других диких или одомашненных животных-хозяев, а иногда и от других диких или домашних животных-хозяев. более широкая среда.Время этих событий и первоисточник во многих случаях остаются неясными.

Традиционно считалось, что многие патогены человека возникли во время неолитической революции. Основные аргументы в пользу происхождения болезнетворных микроорганизмов человека, связанных с сельским хозяйством, основаны на близости традиционных фермеров с их домашним скотом и появлении более высокой плотности населения в стабильных поселениях, поддерживаемых сельским хозяйством. Действительно, высокая плотность населения требуется для некоторых эпидемических заболеваний, которые не могли поддерживаться разрозненными группами охотников-собирателей [12].Однако этот аргумент не учитывает тот факт, что патогены могут быстро развиваться. Кроме того, хотя близость людей и домашнего скота способствует прыжкам хозяина, люди передали больше болезней домашним животным, чем они заразились, причем туберкулез, в частности, скорее всего, перескочил с человека на скот, а не наоборот [16]. Наконец, этот аргумент также не учитывает высокий уровень патогенов в диких популяциях, в том числе и у человекообразных обезьян.

Древние прямые свидетельства наличия патогенов скудны, а исторические записи редко позволяют однозначно отнести описанные симптомы к болезни.При этом недавний прогресс в технологии секвенирования и, в частности, возможность генерировать последовательности, если не полные геномы, из древних образцов значительно улучшили наше понимание возраста основных патогенов человека, что часто приводит к неожиданным результатам. Рисунок суммирует текущие знания о возрасте семи нынешних «главных убийц», а также о чуме, которая была включена из-за ее серьезного воздействия в прошлом. Хотя некоторые из этих оценок, возможно, потребуется обновить в будущем после появления новых данных, маловероятно, что общая картина сильно изменится.Некоторые болезни человека являются старыми (например, малярия Plasmodium falciparum ), а другие — недавними, например ВИЧ или, что более удивительно, корь. Также нет очевидной закономерности, указывающей на то, что неолитическая революция является мощной движущей силой появления патогенов человека.

Возраст появления серьезных инфекционных заболеваний, поражающих население. Время появления различных основных заболеваний основано на обобщении опубликованных исследований. Если известно с некоторой уверенностью, точечные оценки предоставляются для каждого заболевания вместе с планками погрешностей, отображающими неопределенность в предполагаемых оценках. Оранжевые полосы ошибок показывают более высокую погрешность по сравнению с красным . Черная линия тренда показывает увеличение численности населения во времени (ось x ) в количестве миллиардов человек (ось y ). Ключевые события в истории человечества выделены и аннотированы вверху. Основными использованными источниками были: оспа [27]; грипп [28]; ВИЧ [29]; туберкулез [30–33]; P. falciparum; малярия [34, 35]; гепатит В [36]; корь [37]; чума [38, 39]

Где в геноме человека находятся гены, придающие устойчивость?

Инфекционные болезни убили более половины всех людей, когда-либо живших на Земле.Патогены, такие как детские болезни, которые поражают своего хозяина до размножения, через смерть или снижение фертильности, оказывают огромное селективное давление. Тем не менее, сканирование генома на наличие признаков отбора, управляемого патогенами, выявило лишь несколько вариантов с явными эффектами. Точно так же полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) устойчивости / восприимчивости к инфекционным заболеваниям выявили лишь несколько локусов, влияющих на восприимчивость к инфекционным заболеваниям [17], несмотря на их успех в выявлении тысяч вариантов, участвующих в хронических заболеваниях и фенотипических признаках, таких как рост.Даже для болезней, которые поражают нас в течение долгого времени, например туберкулеза, мы не знаем очевидного защитного генетического варианта.

Учитывая, что патогены с высоким селективным давлением должны были действовать, разумно спросить, где находятся все гены устойчивости. Варианты с сильной защитой, возможно, достигли фиксации, что делает их необнаруживаемыми, если патоген не имеет очень гетерогенного диапазона распространения. Интересным примером регионального селективного давления является мутация отрицательного антигена Даффи, защищающая от Plasmodium vivax , которая обнаруживается почти на 100% в Африке к югу от Сахары, но практически отсутствует где-либо еще.Другая ситуация, когда ген устойчивости не достигает фиксации, возникает, когда защитный вариант является вредным в гомозиготном состоянии, как при серповидно-клеточной анемии. Мы также можем предположить, что эволюционный потенциал и высокое генетическое разнообразие большинства патогенов ограничивают нашу способность обнаруживать защитные варианты в геноме человека, особенно если бы они были эффективны только против подмножества клонов внутри патогенного вида.

В дополнение к нескольким вариантам, защищающим от определенных патогенов, нам также известны области генома, участвующие в иммунитете против широкого спектра патогенов, таких как гены интерлейкина или система главного комплекса гистосовместимости (MHC).Считается, что очень высокое генетическое разнообразие MHC было сформировано воздействием различных видов патогенов [18]. Кроме того, после недавней разработки методов секвенирования древней ДНК было высказано предположение, что гены иммунитета, такие как гены, кодирующие toll-подобные рецепторы, были приобретены после гибридизации с архаичными людьми и чрезмерно представлены в текущем генофонде анатомически современных людей. относительно генов, не участвующих в иммунитете [19, 20].

Как патогены повлияли на историю человечества?

Инфекционные болезни оказали огромное влияние на нашу историю, приведя к взлету и падению цивилизаций, как из-за большого количества человеческих жизней, так и из-за экономического и общественного коллапса после эпидемий.Вероятно, больше военных кампаний было проиграно или выиграно из-за инфекционных заболеваний, чем из-за тактической проницательности командующих армиями. Фукидид сообщает в своей Истории Пелопоннесской войны , написанной в 5 ^-м веке до нашей эры, как чума Афин опустошила город-государство Афины в Древней Греции во время второго года Пелопоннесской войны (430 г. до н.э.), когда он был на пороге победы над Спартой, положившей конец золотому веку Перикла и господству Афин в древнем мире.Окончательное падение Римской империи было также в значительной степени связано с другой эпидемией, Юстинианской чумой в 541–542 гг. Н. Э., Которая помешала императору Юстиниану вернуть утраченные территории в западной части империи [21].

Инфекционные болезни играли не менее важную роль в прошлых миграциях людей. Широкому завоеванию конкистадорами обширных территорий Америки в 16 ^-м годах в значительной степени способствовали принесенные ими болезни, такие как корь и оспа, к которым коренное население имело ограниченный иммунитет [22].И наоборот, одной из возможных причин, по которой европейцам удалось колонизировать Африку, было то, что они использовали хинин, противомалярийный препарат, полученный из коры хинного дерева [23].

История формируется не только патогенами, поражающими людей, но и домашними животными и сельскохозяйственными культурами. Например, было высказано предположение, что исламское завоевание 7 и 8 веков не распространилось на Африку к югу от Сахары, потому что лошади и верблюды исламских армий умирали от трипанозмы, распространяемой мухой цеце [24 ].И наоборот, патогены в другое время были движущими силами массовой миграции. Около миллиона ирландцев умерли, и еще миллион мигрировали в США, чтобы избежать голода, вызванного Phytophthora infestans , уничтожившими урожаи картофеля в период с 1845 по 1852 годы [25].

А что теперь?

По крайней мере, в развитом мире основными причинами человеческой смертности являются уже не инфекционные заболевания, а возрастные расстройства, такие как рак, болезни сердца и диабет.Во многих странах произошел эпидемиологический переходный период, начавшийся около 300 лет назад в некоторых развитых странах и менее 80 лет назад в развивающихся странах. Заболевания, которые когда-то опустошали человеческие популяции, такие как оспа, теперь искоренены. Другие, такие как чума или проказа, в значительной степени находятся под контролем, за исключением нескольких горячих точек.

Текущая ситуация, однако, представляет собой одну из новых проблем. Глобализация и возросшая мобильность, особенно авиаперелеты, способствовали передаче болезней не только на местном уровне, но и между континентами.Например, недавняя вспышка вируса Зика в Северной и Южной Америке отчасти объясняется увеличением количества авиаперелетов из зараженных районов в бразильские аэропорты, что привело к увеличению как заболеваемости, так и географического распространения вируса [26]. Вспышка тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) в 2003 г. и повторяющиеся кризисы, вызванные лихорадкой Эбола, в Центральной Африке подчеркивают способность новых и существующих болезней быстро стать серьезной международной угрозой для здоровья. Кроме того, наша способность бороться с инфекционными заболеваниями также ставится под сомнение из-за повсеместного появления лекарственной устойчивости патогенов.Глобальный кризис устойчивости к противомикробным препаратам (УПП) все больше ограничивает наши ресурсы по борьбе с болезнями с помощью противомикробной терапии.

Таким образом, несмотря на повествования о глобальном здравоохранении, подтверждающие снижение числа смертей, вызванных инфекционными заболеваниями, сложность нашего взаимодействия с возбудителями болезней сейчас так же значительна, как и на протяжении всей истории. Инфекционные заболевания по-прежнему являются одной из основных причин смертности во всем мире, на них приходится от четверти до трети всех смертей и почти половина всех смертей среди людей в возрасте до 45 лет, причем большинство из них в принципе можно избежать.

Благодарности

Авторы благодарны Лиаму Шоу за обсуждение рукописи и за финансовую поддержку со стороны MRC, BBSRC, NERC и ESRC (гранты NE / M000591 / 1 и MR / P007597 / 1).

Вклад авторов

Рукопись написали LVD и FB. Оба автора читают и одобряют окончательную версию.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и сведений об учреждениях.

Список литературы

1. Микробиология в цифрах. Nat Rev Microbiol. 2011; 9 (9): 628.

3. Болек М.Г., Трейси Х.Р., Янови Дж. Роль стрекоз (Odonata: Ztgoptera) как паратенических хозяев в передаче Halipegus eccentricus (Digenea: Hemioridae) бесхвостым. J Parasitol. 2010. 96 (4): 724–35. DOI: 10.1645 / GE-2365.1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 4. Аванзи К., дель-Посо Дж., Бенджак А., Стивенсон К., Симпсон В.Р., Буссо П. и др. Белки на Британских островах заражены бациллами проказы.Наука. 2016; 354: 744–7. DOI: 10.1126 / science.aah4783. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 5. Herfst S, Schrauwen EJA, Linster M, Chutinimitkul S, de Wit E, Munster VJ и др. Передача вируса гриппа A / H5N1 воздушно-капельным путем между хорьками. Наука. 2012; 336: 1534–41. DOI: 10.1126 / science.1213362. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Виана Д., Комос М., МакАдам П.Р., Уорд М.Дж., Сельва Л., Гуинан С.М. и др. Единственная природная нуклеотидная мутация изменяет тропизм бактериального патогена к хозяину.Нат Жене. 2015; 47: 361 – U195. DOI: 10,1038 / нг. 3219. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Achtman M, Zurth K, Morelli C, Torrea G, Guiyoule A, Carniel E. Yersinia pestis, вызывающая чуму, является недавно появившимся клоном Yersinia pseudotuberculosis. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1999; 96: 14043–8. DOI: 10.1073 / pnas.96.24.14043. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Сингх П., Бенджак А., Шуенеман В.Дж., Хербиг А., Аванзи С., Буссо П. и др. Понимание эволюции и происхождения микобактерий проказы из последовательности генома Mycobacterium lepromatosis.Proc Natl Acad Sci U S. A. 2015; 112: 4459–64. DOI: 10.1073 / pnas.1421504112. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 9. Ахтман М., Вагнер М. Микробное разнообразие и генетическая природа видов микробов. Nat Rev Microbiol. 2008; 6: 431–40. [PubMed] [Google Scholar] 10. Guidotti LG, Chisari FV. Иммунобиология и патогенез вирусных гепатитов. Анну Рев Патол. 2006; 1: 23–61. DOI: 10.1146 / annurev.pathol.1.110304.100230. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Morens DM, Fauci AS. Пандемия гриппа 1918 года: идеи для 21 века.J Infect Dis. 2007; 195: 1018–28. DOI: 10.1086 / 511989. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Андерсон РМ, Май РМ. Инфекционные болезни человека. Динамика и контроль. Оксфорд: издательство Оксфордского университета; 1991. [Google Scholar] 13. Керр П.Дж., Лю Дж., Каттадори И., Гедин Э., Рид А.Ф., Холмс Э. Вирус миксомы и вирусы лепорипокса: эволюционная парадигма. Вирусы. 2015; 7: 1020–61. DOI: 10.3390 / v7031020. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Фишер М.С., Хенк Д.А., Бриггс С.Дж., Браунштейн Дж.С., Мэдофф Л.С., МакКроу С.Л. и др.Возникающие грибковые угрозы здоровью животных, растений и экосистем. Природа. 2012; 484: 186–94. DOI: 10,1038 / природа10947. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Moodley Y, Linz B, Bond RP, Nieuwoudt M, Soodyall H, Schlebusch CM и др. Возраст связи между Helicobacter pylori и человеком. PLoS Pathog. 2012; 8 (5): 16. DOI: 10.1371 / journal.ppat.1002693. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Смит Н.Х., Хьюинсон Р.Г., Кремер К., Брош Р., Гордон С.В. Мифы и заблуждения: происхождение и эволюция Mycobacterium tuberculosis.Nat Rev Microbiol. 2009; 7: 537–44. DOI: 10,1038 / nrmicro2165. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Hill AVS. Эволюция, революция и ересь в генетике восприимчивости к инфекционным заболеваниям. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 2012; 367: 840–9. DOI: 10.1098 / rstb.2011.0275. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Prugnolle F, Manica A, Charpentier M, Guegan JF, Guernier V, Balloux F. Селекция, вызванная патогенами, и всемирное разнообразие HLA класса I. Curr Biol. 2005; 15: 1022–7. DOI: 10.1016 / j.cub.2005.04.050. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Дешам М., Лаваль Дж., Фэгни М., Итан Й., Абель Л., Казанова Дж. Л. и др. Геномные сигнатуры селективного давления и интрогрессии архаичных гомининов в генах врожденного иммунитета человека. Am J Hum Genet. 2016; 98: 5–21. DOI: 10.1016 / j.ajhg.2015.11.014. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Даннеманн М., Андрес А.М., Келсо Дж. Интрогрессия неандертальских и денисовских гаплотипов способствует адаптивной изменчивости Toll-подобных рецепторов человека.Am J Hum Genet. 2016; 98: 22–33. DOI: 10.1016 / j.ajhg.2015.11.015. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Buntgen U, Myglan VS, Ljungqvist FC, McCormick M, Di Cosmo N, Sigl M и др. Похолодание и социальные изменения во время позднего античного ледникового периода с 536 по 660 год нашей эры. Нат Геоши. 2016; 9: 231 – U163. DOI: 10,1038 / ngeo2652. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Дорогой М.И., Донохью HD. Взгляд палеомикробиологии на коренные народы доколониальной Америки — обзор. Mem Inst Oswaldo Cruz.2014; 109: 131–9. DOI: 10.1590 / 0074-0276140589. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Webb JLA., Jr. Малярия в Африке. История Компас. 2011; 9: 162–70. DOI: 10.1111 / j.1478-0542.2010.00757.x. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Уильям CS. Историческое распространение Trypanosoma evansi (сурра) на верблюдах: фактор ослабления ислама? »В: Эмери Э., редактор. Избранные доклады с первой международной конференции «Верблюжьи культуры: исторические традиции, современные угрозы и перспективы на будущее».Лондон: RN Books; 2013. С. 87–94. [Google Scholar] 25. Тернер Р.С. После голода: патология растений, Phytophthora infestans и фитофтороз картофеля, 1845–1960 гг. Исторические исследования Phys Biol Sci. 2005; 35: 341–70. DOI: 10.1525 / hsps.2005.35.2.341. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Faria NR, Azevedo RDD, Kraemer MUG, Souza R, Cunha MS, Hill SC и др. Вирус Зика в Америке: первые эпидемиологические и генетические данные. Наука. 2016; 352: 345–9. DOI: 10.1126 / science.aaf5036. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27.Дугган А.Т., Пердомо М.Ф., Пиомбино-Маскали Д., Марчиньяк С., Пойнар Д., Эмери М.В. и др. Вирус натуральной оспы 17 века раскрывает новейшую историю оспы. Curr Biol. 2016; 26: 3407–12. DOI: 10.1016 / j.cub.2016.10.061. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Taubenberger JK, Morens DM. Пандемический грипп — включая оценку риска H5N1. Rev Sci Tech Off Int Epizoot. 2009. 28: 187–202. DOI: 10.20506 / rst.28.1.1879. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Фариа Н.Р., Рамбаут А., Сушард М.А., Бейле Г., Бедфорд Т., Уорд М.Дж. и др.Раннее распространение и возгорание эпидемии ВИЧ-1 в человеческих популяциях. Наука. 2014; 346: 56–61. DOI: 10.1126 / science.1256739. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30. Hershkovitz I, Donoghue HD, Minnikin DE, Besra GS, Lee OYC, Gernaey AM и др. Обнаружение и молекулярная характеристика Mycobacterium tuberculosis возрастом 9000 лет из поселения эпохи неолита в Восточном Средиземноморье. PLoS One. 2008; 3 (10): e3426. DOI: 10.1371 / journal.pone.0003426. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 31.Eldholm V, Pettersson JHO, Brynildsrud OB, Kitchen A, Rasmussen EM, Lillebaek T, et al. Вооруженный конфликт и перемещение населения как движущие силы эволюции и распространения Mycobacterium tuberculosis. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2016; 113: 13881–6. DOI: 10.1073 / pnas.1611283113. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Бос К.И., Харкинс К.М., Хербиг А., Косколла М., Вебер Н., Комас I и др. Доколумбовые микобактериальные геномы показывают, что тюлени являются источником туберкулеза человека в Новом Свете. Природа.2014; 514: 494–7. DOI: 10,1038 / природа13591. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 33. Кей Г.Л., сержант М.Дж., Чжоу З.М., Чан Дж.З.М., Миллард А., Квик Дж. И др. Геномы восемнадцатого века показывают, что смешанные инфекции были обычным явлением во время пика туберкулеза в Европе. Nat Commun. 2015; 6: 6717. DOI: 10,1038 / ncomms7717. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Танабе К., Мита Т., Джомбарт Т., Эрикссон А., Хорибе С., Палакпак Н. и др. Plasmodium falciparum сопровождал человеческую экспансию из Африки.Curr Biol. 2010; 20: 1283–9. DOI: 10.1016 / j.cub.2010.05.053. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35. Сундарараман С.А., Плендерлейт Л.Дж., Лю В.М., Лой Д.Э., Learn GH, Li YY и др. Геномы загадочных видов шимпанзе Plasmodium раскрывают ключевые эволюционные события, приведшие к малярии у человека. Nat Commun. 2016; 7: 14. DOI: 10,1038 / ncomms11078. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. Paraskevis D, Magiorkinis G, Magiorkinis E, Ho SYW, Belshaw R, Allain JP, et al. Датирование происхождения и распространения инфекции вирусом гепатита В у людей и приматов.Гепатология. 2013; 57: 908–16. DOI: 10.1002 / hep.26079. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Furuse Y, Suzuki A, Oshitani H. Происхождение вируса кори: отклонение от вируса чумы крупного рогатого скота между XI и XII веками. Вирол Дж. 2010; 7: 4. DOI: 10.1186 / 1743-422X-7-52. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Расмуссен С., Аллентофт М.Э., Нильсен К., Орландо Л., Сикора М., Шегрен К.Г. и др. Ранние расходящиеся штаммы Yersinia pestis в Евразии 5000 лет назад. Клетка. 2015; 163: 571–82.DOI: 10.1016 / j.cell.2015.10.009. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 39. Цуй YJ, Yu C, Yan YF, Li DF, Li YJ, Jombart T, et al. Исторические различия в частоте мутаций у эпидемического патогена Yersinia pestis. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2013; 110: 577–82. DOI: 10.1073 / pnas.1205750110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Введение в патогены — молекулярная биология клетки

Обычно мы думаем о патогенах враждебно — как о захватчиках, которые атакуют наши тела.Но возбудитель или паразит, как и любой другой организм, просто пытается жить и производить потомство. Жизнь за счет организма-хозяина — очень привлекательная стратегия, и вполне возможно, что каждый живой организм на Земле подвержен тому или иному типу инфекции или паразитизма (). Человеческий хозяин — это богатая питательными веществами, теплая и влажная среда, которая поддерживает постоянную температуру и постоянно обновляется. Неудивительно, что многие микроорганизмы развили способность выживать и размножаться в этой желанной нише.В этом разделе мы обсудим некоторые общие черты, которыми должны обладать микроорганизмы, чтобы быть заразными. Затем мы исследуем широкий спектр организмов, которые, как известно, вызывают заболевания у людей.

Рисунок 25-1

Паразитизм на многих уровнях. (A) Сканирующая электронная микрофотография блохи. Блохи — распространенный паразит млекопитающих, включая собак, кошек, крыс и людей. Он пьет кровь своего хозяина. Укусы блох распространяют бубонную чуму, передавая патогенные микроорганизмы (подробнее …)

У патогенов выработались особые механизмы взаимодействия со своими хозяевами

Человеческое тело представляет собой сложную и процветающую экосистему.Он содержит около 10 ¹³ клеток человека, а также около 10 ¹⁴ клеток бактерий, грибов и простейших, которые представляют тысячи видов микробов. Эти микробы, называемые нормальной флорой , обычно ограничены определенными участками тела, включая кожу, рот, толстую кишку и влагалище. Кроме того, люди всегда инфицированы вирусами, большинство из которых редко, если вообще когда-либо, проявляют симптомы. Если для нас нормально жить в такой тесной близости с широким спектром микробов, почему некоторые из них способны вызвать у нас болезнь или смерть?

Патогены обычно отличаются от нормальной флоры.Наши нормальные микробные обитатели вызывают проблемы только в том случае, если наша иммунная система ослаблена или если они получают доступ к обычно стерильной части тела (например, когда перфорация кишечника позволяет кишечной флоре проникать в брюшную полость брюшной полости, вызывая перитонит ). Напротив, специализированные патогены не требуют ослабления иммунитета или повреждения хозяина. Они разработали узкоспециализированные механизмы для преодоления клеточных и биохимических барьеров и для вызова специфических реакций организма-хозяина, которые способствуют выживанию и размножению патогена.

Чтобы выжить и размножаться в хозяине, успешный патоген должен быть способен: (1) колонизировать хозяина; (2) найти в организме хозяина нишу, совместимую с питанием; (3) избегать, подрывать или обходить врожденные и адаптивные иммунные ответы хозяина; (4) репликация с использованием ресурсов хоста; и (5) выход и распространение на новый хост. Под сильным давлением отбора, направленным на то, чтобы вызвать только правильные ответы клетки-хозяина для выполнения этого сложного набора задач, патогены развили механизмы, которые максимально используют биологию их организмов-хозяев.Многие из патогенов, которые мы обсуждаем в этой главе, являются опытными и практичными клеточными биологами. Наблюдая за ними, мы можем многое узнать о клеточной биологии.

Признаки и симптомы инфекции могут быть вызваны патогеном или реакцией хозяина.

Хотя мы можем легко понять, почему инфекционные микроорганизмы будут развиваться, чтобы размножаться в хозяине, менее ясно, почему они эволюционируют, вызывая болезнь. Одно из объяснений может заключаться в том, что в некоторых случаях патологические реакции, вызываемые микроорганизмами, повышают эффективность их распространения или размножения и, следовательно, явно имеют селективное преимущество для патогена.Вирусосодержащие поражения на гениталиях, вызванные инфекцией простого герпеса , например, способствуют прямому распространению вируса от инфицированного хозяина к неинфицированному партнеру во время полового контакта. Точно так же диарейные инфекции эффективно передаются от пациента к ухаживающему за ним. Однако во многих случаях индукция заболевания не имеет очевидных преимуществ для патогена.

Многие симптомы и признаки, которые мы ассоциируем с инфекционным заболеванием, являются прямыми проявлениями иммунных реакций хозяина в действии.Некоторые признаки бактериальной инфекции, включая отек и покраснение в месте инфекции и образование гноя (в основном мертвых лейкоцитов), являются прямым результатом попыток клеток иммунной системы уничтожить вторгшиеся микроорганизмы. Лихорадка также является защитной реакцией, поскольку повышение температуры тела может подавлять рост некоторых микроорганизмов. Таким образом, понимание биологии инфекционного заболевания требует признания вклада как патогена, так и хозяина.

Патогены разнообразны филогенетически

Многие типы патогенов вызывают заболевания у людей. Наиболее известны вирусы и бактерии. Вирусы вызывают различные заболевания, от СПИДа и оспы до простуды. По сути, они представляют собой фрагменты инструкций нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), завернутые в защитную оболочку из белков и (в некоторых случаях) мембрану (). Они используют базовый аппарат транскрипции и трансляции своих клеток-хозяев для своей репликации.

Рис. 25-2

Патогены во многих формах.(А) Структура белковой оболочки или капсида , полиовируса. Этот вирус когда-то был частой причиной паралича, но это заболевание (полиомиелит) почти искоренено с помощью широко распространенной вакцинации. (B) Бактерия Vibrio cholerae (подробнее …)

Из всех бактерий, с которыми мы сталкиваемся в нашей жизни, лишь незначительное меньшинство являются специализированными патогенами. Гораздо более крупные и сложные, чем вирусы, бактерии, как правило, представляют собой свободноживущие клетки, которые сами выполняют большинство своих основных метаболических функций, полагаясь на хозяина в первую очередь для питания ().

Некоторые другие инфекционные агенты являются эукариотическими организмами. Они варьируются от одноклеточных грибов и простейших () до крупных сложных многоклеточных организмов, таких как паразитические черви. Одно из наиболее распространенных инфекционных заболеваний на планете, которым в настоящее время подвержено около миллиарда человек, — это заражение кишечника Ascaris lumbricoides . Эта нематода очень похожа на своего кузена Caenorhabditis elegans , который широко используется в качестве модельного организма для генетических исследований и биологических исследований развития (обсуждается в главе 21).Однако C. elegans имеет длину всего около 1 мм, тогда как Ascaris может достигать 30 см ().

Некоторые редкие нейродегенеративные заболевания, включая коровье бешенство, вызываются необычным типом инфекционной частицы, называемой прионом , который состоит только из белка. Хотя прион не содержит генома, он, тем не менее, может реплицироваться и убивать хозяина.

Даже внутри каждого класса патогенов наблюдается поразительное разнообразие. Вирусы сильно различаются по размеру, форме и содержанию (ДНК против РНК, в оболочке или без нее и т. Д.), И то же самое верно и для других патогенов.Способность вызывать болезнь (патогенез) — это выбор образа жизни, а не наследие, которое разделяют только близкие родственники ().

Рисунок 25-3

Филогенетическое разнообразие патогенов. Эта диаграмма показывает сходство между 16S рибосомной РНК для клеточных форм жизни (бактерий, архей и эукариот). Каждая ветвь помечена именем представителя этой группы и длиной (подробнее …)

Каждый отдельный патоген вызывает заболевание по-своему, что затрудняет понимание базовой биологии инфекции.Но при рассмотрении взаимодействия инфекционных агентов с их хозяевами возникают некоторые общие темы патогенеза. Этим общим темам и посвящена данная глава. Во-первых, мы представляем основные особенности каждого из основных типов патогенов, которые используют особенности биологии клетки-хозяина. Затем мы по очереди исследуем механизмы, которые патогены используют для контроля над своими хозяевами, и врожденные механизмы, которые хозяева используют для контроля над патогенами.

Бактериальные патогены несут специализированные гены вирулентности

Бактерии небольшие и структурно просты по сравнению с подавляющим большинством эукариотических клеток.Большинство из них можно в общих чертах классифицировать по форме стержней, сфер или спиралей, а также по свойствам их клеточной поверхности. Хотя им не хватает сложного морфологического разнообразия эукариотических клеток, они демонстрируют удивительное множество поверхностных придатков, которые позволяют им плавать или прилипать к желаемым поверхностям (). Соответственно, их геномы просты, обычно порядка 1 000 000–5 000 000 пар нуклеотидов (по сравнению с 12 000 000 для дрожжей и более 3 000 000 000 для человека).

Рис. 25-4

Формы бактерий и структуры клеточной поверхности.Бактерии подразделяются на три различных формы: (A) сферы (кокки), (B) палочки (бациллы) и (C) спиральные клетки (спирохеты). (D) Они также классифицируются как грамположительные, или грамотрицательные. Бактерии, такие как (подробнее …)

Как подчеркивалось выше, лишь небольшая часть видов бактерий развила способность вызывать болезни у людей. Некоторые из тех, которые вызывают болезнь, могут воспроизводиться только внутри клеток человеческого тела и называются облигатными патогенами .Другие размножаются в резервуаре окружающей среды, таком как вода или почва, и вызывают заболевание только в том случае, если им довелось столкнуться с восприимчивым хозяином; их называют факультативными патогенами . Многие бактерии обычно доброкачественны, но обладают скрытой способностью вызывать заболевание у поврежденного или ослабленного иммунитета; они называются условно-патогенными микроорганизмами .

Некоторые бактериальные патогены придирчивы к выбору хозяина и заразят только один вид или группу родственных видов, тогда как другие являются универсальными. Shigella flexneri , например, вызывающая эпидемическую дизентерию (кровавую диарею) в районах мира, где отсутствует чистая вода, заразит только людей и других приматов. Напротив, близкородственная бактерия Salmonella enterica , которая является частой причиной пищевых отравлений у людей, также может инфицировать многих других позвоночных, включая кур и черепах. Лучшим универсалом является условно-патогенный микроорганизм Pseudomonas aeruginosa , который способен вызывать болезни как у растений, так и у животных.

Значительные различия между вирулентной патогенной бактерией и ее ближайшим непатогенным родственником могут быть результатом очень небольшого количества генов. Гены, которые способствуют способности организма вызывать заболевание, называются генами вирулентности. Белки, которые они кодируют, называются факторами вирулентности . Гены вирулентности часто сгруппированы вместе, либо в группы на бактериальной хромосоме, называемые островами патогенности , либо на внехромосомных плазмидах вирулентности ().Эти гены могут также переноситься мобильными бактериофагами (бактериальные вирусы). Поэтому кажется, что патоген может возникнуть, когда группы генов вирулентности переносятся вместе в ранее невирулентную бактерию. Рассмотрим, например, Vibrio cholerae — бактерию, вызывающую холеру. Некоторые из генов, кодирующих токсины, вызывающие диарею при холере, переносятся мобильным бактериофагом (). Из сотен штаммов Vibrio cholerae , обнаруженных в озерах в дикой природе, заболевания человека вызывают только те, которые инфицированы этим вирусом.

Рисунок 25-5

Генетические различия между патогенами и непатогенами. Непатогенная Escherichia coli имеет единственную кольцевую хромосому. E. coli очень тесно связана с двумя типами пищевых патогенов — Shigella flexneri , вызывающим дизентерию, и Salmonella (подробнее …)

Рисунок 25-6

Генетическая организация Vibrio холера . (A) Vibrio cholerae необычно тем, что имеет две кольцевые хромосомы, а не одну.Две хромосомы имеют разные источники репликации (oriC ₁ и oriC ₂). Три локуса в патогенных штаммах V. cholerae — это (подробнее …)

Многие гены вирулентности кодируют белки, которые напрямую взаимодействуют с клетками-хозяевами. Например, два гена, несущие фаг Vibrio cholerae , кодируют две субъединицы холерного токсина . Субъединица B этого секретируемого токсичного белка связывается с гликолипидным компонентом плазматической мембраны эпителиальных клеток кишечника человека, который употребил Vibrio cholerae в загрязненной воде.Субъединица B переносит субъединицу A через мембрану в цитоплазму эпителиальных клеток. Субъединица A представляет собой фермент, который катализирует перенос фрагмента АДФ-рибозы от НАД к тримерному G-белку G _s, который обычно активирует аденилатциклазу с образованием циклического АМФ (обсуждается в главе 15). АДФ-рибозилирование белка G приводит к чрезмерному накоплению циклического АМФ и дисбалансу ионов, что приводит к массивной водянистой диарее, связанной с холерой. Затем инфекция распространяется фекально-оральным путем через зараженную пищу и воду.

Некоторые патогенные бактерии используют несколько независимых механизмов, чтобы вызвать токсичность для клеток своего хозяина. Сибирская язва, , например, является острым инфекционным заболеванием овец, крупного рогатого скота, других травоядных животных, а иногда и человека. Обычно это вызвано контактом со спорами грамположительной бактерии Bacillus anthracis. В отличие от холеры, сибирская язва никогда не передавалась напрямую от одного инфицированного человека к другому. Спящие споры могут сохраняться в почве в течение длительного времени и обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, включая тепло, ультрафиолетовое и ионизирующее излучение, давление и химические агенты.После того, как споры вдыхаются, проглатываются или втираются в раны на коже, споры прорастают, и бактерии начинают размножаться. Растущие бактерии выделяют два токсина, которые называются летальным токсином и токсином отека . Достаточно одного токсина, чтобы вызвать признаки инфекции. Как и субъединицы A и B токсина холеры, оба токсина состоят из двух субъединиц. Субъединица B идентична между летальным токсином и токсином отека, и она связывается с рецептором на поверхности клетки-хозяина для переноса двух различных субъединиц A в клетки-хозяева.Субъединица A отечного токсина представляет собой аденилатциклазу, которая непосредственно превращает АТФ клетки-хозяина в циклический АМФ. Это вызывает ионный дисбаланс, который может привести к накоплению внеклеточной жидкости (отек) в инфицированной коже или легких. Субъединица А летального токсина представляет собой протеазу цинка, которая расщепляет несколько членов семейства киназ-киназ MAP (обсуждается в главе 15). Введение смертельного токсина в кровоток животного вызывает шок и смерть. Молекулярные механизмы и последовательность событий, ведущих к смерти от сибирской язвы, остаются неопределенными.

Эти примеры иллюстрируют общую тему факторов вирулентности. Часто это либо токсичные белки (токсины) , которые напрямую взаимодействуют с важными структурными или сигнальными белками хозяина, чтобы вызвать ответ клетки-хозяина, который полезен для колонизации или репликации патогенов, либо они являются белками, которые необходимы для доставки таких токсинов к хозяину. клетки-мишени. Один общий и особенно эффективный механизм доставки, называемый системой секреции типа III, действует как крошечный шприц, который вводит токсичные белки из цитоплазмы внеклеточной бактерии непосредственно в цитоплазму соседней клетки-хозяина ().Между шприцем типа III и основанием бактериального жгутика наблюдается значительная степень структурного сходства (см.), И многие белки в этих двух структурах явно гомологичны.

Рисунок 25-7

Системы секреции типа III, которые могут доставлять факторы вирулентности в цитоплазму клеток-хозяев. (A) Электронные микрофотографии очищенных аппаратов типа III. Для создания полной структуры необходимо около двух десятков белков, что видно на трех (подробнее …)

Поскольку бактерии образуют царство, отличное от эукариот, которые они заражают (см.), Большая часть их основного механизма репликации ДНК, транскрипции, трансляции и основного метаболизма сильно отличается от такового у их хозяина. Эти различия позволяют нам находить антибактериальные препараты, которые специфически подавляют эти процессы у бактерий, не нарушая их у хозяина. Большинство антибиотиков, которые мы используем для лечения бактериальных инфекций, представляют собой небольшие молекулы, которые ингибируют синтез макромолекул в бактериях, воздействуя на бактериальные ферменты, которые либо отличаются от их эукариотических аналогов, либо участвуют в таких путях, как биосинтез клеточной стенки, которые отсутствуют у людей. (и Таблица 6-3).

Рисунок 25-8

Антибиотики-мишени. Несмотря на большое количество доступных антибиотиков, у них есть узкий круг целей, которые выделены желтым цветом . Перечислены несколько репрезентативных антибиотиков каждого класса. Все антибиотики, используемые для лечения инфекций человека, падают (подробнее …)

Грибковые и простейшие паразиты имеют сложный жизненный цикл с множественными формами

Патогенные грибы и простейшие паразиты являются эукариотами. Поэтому труднее найти лекарства, которые убьют их, не убивая хозяина.Следовательно, противогрибковые и противопаразитарные препараты часто менее эффективны и более токсичны, чем антибиотики. Вторая характеристика грибковых и паразитарных инфекций, затрудняющая их лечение, — это тенденция инфекционных организмов переключаться между несколькими различными формами в течение своего жизненного цикла. Лекарство, которое эффективно уничтожает одну форму, часто оказывается неэффективным при уничтожении другой формы, поэтому она выживает после лечения.

Грибковая ветвь эукариотического царства включает как одноклеточные дрожжи (такие как Saccharomyces cerevisiae и Schizosaccharomyces pombe) , так и нитчатые, многоклеточные плесневые грибки (например, те, что встречаются на плесени ).Большинство важных патогенных грибов демонстрируют диморфизм — способность расти в форме дрожжей или плесени. Переход от дрожжей к плесени или от плесени к дрожжам часто связан с инфекцией. Histoplasma capsulatum , например, растет как плесень при низкой температуре в почве, но при вдыхании в легкие переходит в дрожжевую форму, где может вызвать заболевание гистоплазмоз ().

Рисунок 25-9

Диморфизм патогенного гриба Histoplasma capsulatum .(A) При низкой температуре почвы Histoplasma растет как мицелиальный гриб. (B) После вдыхания в легкие млекопитающего, Histoplasma подвергается морфологическому переключению, запускаемому (подробнее …)

Простейшие паразиты имеют более сложный жизненный цикл, чем грибы. Эти циклы часто требуют услуг более чем одного хоста. Малярия — наиболее распространенное протозойное заболевание, ежегодно поражающее 200–300 миллионов человек и убивая 1–3 миллиона из них.Это вызвано четырьмя видами Plasmodium , которые передаются человеку при укусе самок любого из 60 видов комаров Anopheles . Plasmodium falciparum — наиболее интенсивно изученный из паразитов, вызывающих малярию, — существует не менее чем в восьми различных формах, и он требует, чтобы как человек, так и комары завершили свой половой цикл (). Гаметы образуются в кровотоке инфицированных людей, но они могут сливаться только с образованием зиготы в кишечнике комара.Три из форм Plasmodium являются высокоспециализированными для проникновения и репликации в определенных тканях — слизистой оболочке кишечника насекомых, печени человека и эритроците человека.

Рисунок 25-10

Сложный жизненный цикл малярии. (A) Половой цикл Plasmodium falciparum требует прохождения между человеком-хозяином и насекомым-хозяином. (B) — (D) Мазки крови людей, инфицированных малярией, демонстрирующие три различные формы паразита, которые появляются (подробнее …)

Поскольку малярия настолько широко распространена и разрушительна, она оказывает сильное избирательное давление на человека. популяции в регионах мира, в которых обитает комар Anopheles . Серповидноклеточная анемия , например, является рецессивным генетическим заболеванием, вызванным точечной мутацией в гене, кодирующем β-цепь гемоглобина, и часто встречается в районах Африки с высокой заболеваемостью наиболее серьезной формой малярии (вызванной by Plasmodium falciparum). Малярийные паразиты плохо растут в красных кровяных тельцах либо от гомозиготных пациентов с серповидными клетками, либо от здоровых гетерозиготных носителей, и, как следствие, малярия редко встречается среди носителей этой мутации.По этой причине малярия поддерживает мутацию серповидных клеток с высокой частотой в этих регионах Африки.

Вирусы используют механизмы клетки-хозяина для всех аспектов своего размножения

Бактерии, грибы и эукариотические паразиты сами являются клетками. Даже будучи облигатными паразитами, они используют свой собственный механизм для репликации, транскрипции и трансляции ДНК и обеспечивают собственные источники метаболической энергии. Вирусы , напротив, являются настоящими автостопщиками, несущими лишь информацию в форме нуклеиновой кислоты.Информация в значительной степени копируется, упаковывается и сохраняется клетками-хозяевами (). Вирусы имеют небольшой геном, состоящий из одного типа нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК, — которые в любом случае могут быть одноцепочечными или двухцепочечными. Геном упакован в белковую оболочку, которая у некоторых вирусов дополнительно заключена в липидную оболочку.

Рисунок 25-11

Простой жизненный цикл вируса. Показанный гипотетический вирус состоит из небольшой двухцепочечной молекулы ДНК, которая кодирует только один вирусный капсидный белок.Ни один известный вирус не может быть таким простым.

Вирусы размножаются по-разному. В общем, репликация включает (1) разборку инфекционной вирусной частицы, (2) репликацию вирусного генома, (3) синтез вирусных белков с помощью механизма трансляции клетки-хозяина и (4) повторную сборку этих компонентов в потомство вируса. частицы. Одна вирусная частица (вирион ) , которая инфицирует одну клетку-хозяин, может производить тысячи потомков в инфицированной клетке. Такого колоссального размножения вирусов часто бывает достаточно, чтобы убить клетку-хозяина: инфицированная клетка раскрывается (лизируется) и, таким образом, позволяет вирусам-потомкам получить доступ к соседним клеткам.Многие клинические проявления вирусной инфекции отражают цитолитический эффект вируса. Как герпес, образованный вирусом простого герпеса , так и поражения, вызванные вирусом оспы , например, отражают гибель эпидермальных клеток на локальном участке инфицированной кожи.

Вирусы бывают самых разных форм и размеров, и, в отличие от клеточных форм жизни, их нельзя систематически классифицировать по родству в едином филогенетическом древе.Из-за их крошечных размеров полные последовательности генома были получены почти для всех клинически важных вирусов. Поксвирусы являются одними из самых крупных, их длина достигает 450 нм, что примерно равно размеру некоторых мелких бактерий. Их геном двухцепочечной ДНК состоит примерно из 270 000 пар нуклеотидов. На другом конце шкалы размеров находятся парвовирусы, длина которых менее 20 нм и геном одноцепочечной ДНК длиной менее 5000 нуклеотидов (). Генетическая информация в вирусе может нести множество необычных форм нуклеиновых кислот ().

Рисунок 25-12

Примеры морфологии вируса. Как показано, вирусы сильно различаются как по размеру, так и по форме.

Рисунок 25-13

Схематические изображения нескольких типов вирусных геномов. Самые маленькие вирусы содержат всего несколько генов и могут иметь геном РНК или ДНК. Самые большие вирусы содержат сотни генов и имеют геном двухцепочечной ДНК. Своеобразные концы (а также (подробнее …)

Капсид, который охватывает вирусный геном, состоит из одного или нескольких белков, расположенных в регулярно повторяющиеся слои и узоры.В вирусах , заключенных в оболочку , сам капсид заключен в двухслойную липидную мембрану, которая приобретается в процессе отпочкования от плазматической мембраны клетки-хозяина (). В то время как вирусы без оболочки обычно покидают инфицированную клетку, лизируя ее, вирус с оболочкой может покинуть клетку путем отпочкования, не нарушая плазматическую мембрану и, следовательно, не убивая клетку. Эти вирусы могут вызывать хронические инфекции, а некоторые могут помочь преобразовать инфицированную клетку в раковую.

Рисунок 25-14

Получение вирусной оболочки. (A) Электронная микрофотография клетки животного, из которой прорастают шесть копий оболочечного вируса ( Semliki forest virus ). (B) Схематическое изображение сборки оболочки и процессов бутонизации. Липидный бислой, окружающий (подробнее …)

Несмотря на это разнообразие, все вирусные геномы кодируют три типа белков: белки для репликации генома, белки для упаковки генома и его доставки в другие клетки-хозяева и белки, которые модифицируют структура или функция клетки-хозяина в соответствии с потребностями вируса ().Во втором разделе этой главы мы сосредоточимся в первую очередь на этом третьем классе вирусных белков.

Рисунок 25-15

Карта генома ВИЧ. Этот ретровирусный геном состоит примерно из 9000 нуклеотидов и содержит девять генов, расположение которых показано в зеленом и красном . Три гена (зеленый), являются общими для всех ретровирусов: gag кодирует капсидные белки, env (подробнее …)

Поскольку большинство критических этапов репликации вируса выполняются аппаратом клетки-хозяина, выявление эффективных противовирусных препаратов особенно проблематично.В то время как антибиотик тетрациклин специфически отравляет, например, бактериальные рибосомы, невозможно найти лекарство, которое специфически отравляет вирусные рибосомы, поскольку вирусы используют рибосомы клетки-хозяина для производства своих белков. Лучшая стратегия сдерживания вирусных заболеваний — их предотвращение путем вакцинации потенциальных хозяев. Благодаря весьма успешным программам вакцинации оспа на планете полностью ликвидирована, и ликвидация полиомиелита неизбежна ().

Рисунок 25-16

Ликвидация вирусного заболевания путем вакцинации.На графике показано количество случаев полиомиелита, зарегистрированных в США за год. Стрелки и указывают время введения вакцины Солка (инактивированный вирус, вводимый путем инъекции) (подробнее …)

Прионы — инфекционные белки

Вся информация в биологических системах закодирована структурой. Мы привыкли думать о биологической информации в виде последовательностей нуклеиновых кислот (как в нашем описании вирусных геномов), но сама последовательность является сокращенным кодом для описания структуры нуклеиновой кислоты.Репликация и экспрессия информации, закодированной в ДНК и РНК, строго зависят от структуры этих нуклеиновых кислот и их взаимодействия с другими макромолекулами. Распространение генетической информации в первую очередь требует, чтобы информация хранилась в структуре, которая может быть скопирована из неструктурированных предшественников. Последовательности нуклеиновых кислот являются самым простым и надежным решением проблемы точной структурной репликации, которое нашли организмы.

Нуклеиновые кислоты — не единственное решение.Прионы — это инфекционные агенты, которые реплицируются в организме хозяина путем копирования аберрантной структуры белка. Они могут встречаться в дрожжах и вызывать различные нейродегенеративные заболевания у млекопитающих. Наиболее известной инфекцией, вызываемой прионами, является губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE, или коровье бешенство), которая иногда передается людям, поедающим инфицированные части коровы (). Выделение инфекционных прионов, вызывающих болезнь scrapie у овец, а затем годы кропотливой лабораторной характеристики мышей, инфицированных скрепи, в конечном итоге установили, что сам белок является инфекционным.

Рисунок 25-17

Нервная дегенерация при прионной инфекции. На этой микрофотографии показан срез мозга человека, умершего от куру. Куру — это прионная болезнь человека, очень похожая на BSE, которая в Новой Гвинее передавалась от одного человека к другому в ходе ритуальных погребальных практик. (подробнее …)

Интересно, что инфекционный прионный белок производится хозяином, и его аминокислотная последовательность идентична нормальному белку хозяина. Более того, прионная и нормальная формы белка неотличимы в своих посттрансляционных модификациях.Единственное различие между ними, по-видимому, заключается в их сложенной трехмерной структуре. Неправильно свернутый прионный белок имеет тенденцию к агрегации и обладает замечательной способностью заставлять нормальный белок принимать свою неправильно свернутую прионную конформацию и тем самым становиться заразным (см.). Эта способность приона преобразовывать нормальный белок-хозяин в неправильно свернутый прионный белок эквивалентна способности приона реплицироваться в организме-хозяине. Если их поедает другой восприимчивый хозяин, эти недавно неправильно свернутые прионы могут передавать инфекцию.

Неизвестно, как нормальные белки обычно способны находить единственную, правильную, свернутую конформацию среди миллиардов других возможностей, не застревая в тупиковых промежуточных соединениях (обсуждаемых в главах 3 и 6). Прионы — хороший пример того, как сворачивание белка может пойти не так, как надо. Но почему прионные болезни так редки? Каковы ограничения, которые определяют, будет ли неправильно свернутый белок вести себя как прион, или он просто будет повторно свернут или разложен клеткой, которая его создала? У нас пока нет ответов на эти вопросы, и изучение прионов остается областью интенсивных исследований.

Резюме

Инфекционные заболевания вызываются патогенами, в том числе бактериями, грибами, простейшими, червями, вирусами и даже инфекционными белками, называемыми прионами. Патогены всех классов должны иметь механизмы для проникновения в свой хозяин и для избежания немедленного уничтожения иммунной системой хозяина. Большинство бактерий не являются патогенными. Те, которые содержат специфические гены вирулентности, которые опосредуют взаимодействия с хозяином, вызывая определенные ответы от хозяйских клеток, которые способствуют репликации и распространению патогена.Патогенные грибы, простейшие и другие эукариотические паразиты обычно проходят через несколько различных форм в ходе инфекции; способность переключаться между этими формами обычно требуется паразитам, чтобы выжить в организме хозяина и вызвать болезнь. В некоторых случаях, таких как малярия, паразиты должны последовательно проходить через несколько видов хозяев, чтобы завершить свой жизненный цикл. В отличие от бактерий и эукариотических паразитов, вирусы не обладают собственным метаболизмом и не обладают внутренней способностью производить белки, кодируемые их геномами ДНК или РНК.Они полностью полагаются на подрыв механизма клетки-хозяина для производства своих белков и репликации своих геномов. Прионы, самые маленькие и простые инфекционные агенты, не содержат нуклеиновой кислоты; вместо этого они представляют собой редкие, неправильно свернутые белки, которые катализируют неправильную укладку белков в организме хозяина, которые разделяют их первичную аминокислотную последовательность.

Иммунная система человека и инфекционные заболевания

Все живые существа подвержены атакам болезнетворных агентов.Даже у бактерий, настолько малых, что на булавочной головке может поместиться более миллиона, есть системы для защиты от заражения вирусами. Этот вид защиты усложняется по мере того, как организмы становятся более сложными.

У многоклеточных животных есть специальные клетки или ткани для борьбы с угрозой заражения. Некоторые из этих реакций происходят немедленно, так что возбудителя инфекции можно быстро локализовать. Другие ответы более медленные, но более адаптированы к возбудителю инфекции. В совокупности эти средства защиты известны как иммунная система .Иммунная система человека необходима для нашего выживания в мире, полном потенциально опасных микробов, и серьезное повреждение даже одного из звеньев этой системы может предрасполагать к серьезным, даже опасным для жизни инфекциям.

неспецифический (врожденный) иммунитет
Иммунная система человека имеет два уровня иммунитета: специфический и неспецифический. Благодаря неспецифическому иммунитету, также называемому врожденным иммунитетом, человеческий организм защищает себя от посторонних материалов, которые считаются вредными.Можно атаковать микробы, такие маленькие, как вирусы и бактерии, а также более крупные организмы, такие как черви. В совокупности эти организмы называются патогенами, когда они вызывают болезнь у хозяина.
Все животные обладают врожденной иммунной защитой от обычных патогенов. Эти первые линии защиты включают внешние барьеры, такие как кожа и слизистые оболочки. Когда патогены прорываются через внешние барьеры, например, через порез на коже или при вдыхании в легкие, они могут причинить серьезный вред.
Некоторые лейкоциты (фагоциты) борются с патогенами, которые преодолевают внешние защитные механизмы.Фагоцит окружает патоген, поглощает его и нейтрализует.
Специфическая невосприимчивость
Хотя здоровые фагоциты имеют решающее значение для хорошего здоровья, они не могут противостоять определенным инфекционным угрозам. Специфический иммунитет — это дополнение к функции фагоцитов и других элементов врожденной иммунной системы.
В отличие от врожденного иммунитета, специфический иммунитет позволяет осуществлять целенаправленный ответ против определенного патогена. Только позвоночные имеют специфический иммунный ответ.
Два типа белых кровяных телец, называемых лимфоцитами, жизненно важны для специфического иммунного ответа. Лимфоциты производятся в костном мозге и превращаются в один из нескольких подтипов. Двумя наиболее распространенными являются Т-клетки и В-клетки.
Антиген — это чужеродный материал, который вызывает ответ Т- и В-клеток. В организме человека есть В- и Т-клетки, специфичные для миллионов различных антигенов. Обычно мы считаем антигены частью микробов, но антигены могут присутствовать и в других условиях.Например, если человеку сделали переливание крови, не соответствующей его группе крови, это могло вызвать реакцию со стороны Т- и В-клеток.
Полезно думать о Т-клетках и В-клетках: В-клетки обладают одним важным свойством. Они могут созревать и дифференцироваться в плазматические клетки, вырабатывающие белок, называемый антителом. Этот белок специально нацелен на определенный антиген. Однако сами по себе В-клетки не очень хороши в производстве антител и полагаются на Т-клетки, чтобы подавать сигнал о том, что они должны начать процесс созревания.Когда должным образом информированная В-клетка распознает антиген, на который она закодирована, она делится и производит множество плазматических клеток. Затем плазматические клетки секретируют большое количество антител, которые борются со специфическими антигенами, циркулирующими в крови.
Т-клетки активируются, когда определенный фагоцит, известный как антигенпрезентирующая клетка (APC), отображает антиген, к которому Т-клетка специфична. Эта смешанная клетка (в основном человеческая, но демонстрирующая антиген Т-клетки) является триггером различных элементов специфического иммунного ответа.
Подтип Т-лимфоцитов, известный как Т-хелперы, выполняет ряд ролей. Т-хелперные клетки выделяют химические вещества до
Помогает активировать В-клетки для деления на плазматические клетки
Вызов фагоцитов для уничтожения микробов
Активировать Т-киллеры
После активации Т-киллеры распознают инфицированные клетки тела и уничтожают их.
Регуляторные Т-клетки (также называемые супрессорными Т-клетками) помогают контролировать иммунный ответ. Они распознают, когда угроза была локализована, и затем посылают сигналы, чтобы остановить атаку.
Органы и ткани
Клетки, составляющие специфический иммунный ответ, циркулируют в крови, но они также обнаруживаются во многих органах. Внутри органа иммунные ткани обеспечивают созревание иммунных клеток, улавливают патогены и обеспечивают место, где иммунные клетки могут взаимодействовать друг с другом и вызывать специфический ответ. Органы и ткани, участвующие в иммунной системе, включают вилочковую железу, костный мозг, лимфатические узлы, селезенку, аппендикс, миндалины и пятна Пейера (в тонком кишечнике).
I
Инфекция и болезнь
Инфекция возникает, когда патоген проникает в клетки тела и воспроизводится. Инфекция обычно вызывает иммунный ответ. Если реакция будет быстрой и эффективной, инфекция будет устранена или локализована так быстро, что болезнь не возникнет.
Иногда инфекция приводит к болезни. (Здесь мы сосредоточимся на инфекционном заболевании и определим его как состояние инфекции, которое характеризуется симптомами или признаками заболевания.) Заболевание может возникать при низком или ослабленном иммунитете, когда вирулентность патогена (его способность повреждать клетки-хозяева ) высока, и когда количество болезнетворных микроорганизмов в организме велико.
В зависимости от инфекционного заболевания симптомы могут сильно различаться. Лихорадка — это обычная реакция на инфекцию: более высокая температура тела может усилить иммунный ответ и создать враждебную среду для патогенов. Воспаление или отек, вызванные увеличением жидкости в инфицированной области, является признаком того, что лейкоциты атакуют и выделяют вещества, участвующие в иммунном ответе.
Вакцинация стимулирует специфический иммунный ответ, который создает В- и Т-клетки памяти, специфичные для определенного патогена.Эти клетки памяти сохраняются в организме и могут привести к быстрой и эффективной реакции, если организм снова столкнется с патогеном.
Подробнее о вакцинации см. В упражнении «Как работают вакцины».
Источники
Хант, Р. Вирусология: микробиология и иммунология в Интернете. Университет Южной Каролины. Дата обращения 10.01.2018.
Руководство Merck: Домашнее издание. Инфекции. Дата обращения 10.01.2018.
Delves, P.J. Руководство Merck: Домашнее издание.Обзор иммунной системы. Дата обращения 10.01.2018.
Последнее обновление 10.01.2018
Иммунные ответы на вирусы | Британское общество иммунологии
Через цитотоксические клетки
Когда вирус заражает человека (хозяина), он проникает в клетки своего хозяина, чтобы выжить и размножаться. Оказавшись внутри, клетки иммунной системы не могут «видеть» вирус и, следовательно, не знают, что клетка-хозяин инфицирована. Чтобы преодолеть это, клетки используют систему, которая позволяет им показывать другим клеткам, что внутри них — они используют молекулы, называемые белками главного комплекса гистосовместимости класса I (или MHC class I , для краткости) для отображения кусочков белка изнутри. клетка на клеточной поверхности.Если клетка инфицирована вирусом, эти фрагменты пептида будут включать фрагменты белков, производимых вирусом.
Специальная клетка иммунной системы, называемая Т-клеткой , циркулирует в поисках инфекций. Один тип Т-клетки называется цитотоксической Т-клеткой , потому что она убивает клетки, инфицированные вирусами с токсичными медиаторами. Цитотоксические Т-клетки имеют на своей поверхности специализированные белки, которые помогают им распознавать инфицированные вирусом клетки. Эти белки называются Т-клеточными рецепторами ( TCRs ).Каждая цитотоксическая Т-клетка имеет TCR, который может специфически распознавать определенный антигенный пептид, связанный с молекулой MHC. Если рецептор Т-клетки обнаруживает пептид вируса, он предупреждает свою Т-клетку об инфекции. Т-клетка высвобождает цитотоксических факторов , чтобы убить инфицированную клетку и, следовательно, предотвратить выживание вторгающегося вируса ( Рисунок 1, ).
Вирусы
легко адаптируются и разработали способы избежать обнаружения Т-клетками. Некоторые вирусы препятствуют проникновению молекул MHC на поверхность клетки для отображения вирусных пептидов.В этом случае Т-клетка не знает, что внутри инфицированной клетки есть вирус.
Однако другая иммунная клетка специализируется на уничтожении клеток, которые имеют уменьшенное количество молекул MHC класса I на своей поверхности — эта клетка является естественной клеткой-киллером или NK-клеткой для краткости. Когда NK-клетка обнаруживает клетку с меньшим количеством молекул MHC, чем нормальные, она выделяет токсичные вещества аналогично цитотоксическим Т-клеткам, которые убивают инфицированную вирусом клетку.
Цитотоксические клетки вооружены заранее сформированными медиаторами.Цитотоксические факторы хранятся в отсеках, называемых гранулами , как в цитотоксических Т-клетках, так и в NK-клетках, до тех пор, пока контакт с инфицированной клеткой не вызовет их высвобождение. Одним из этих медиаторов является перфорин , белок, который может образовывать поры в клеточных мембранах; эти поры позволяют другим факторам проникать в клетку-мишень, чтобы облегчить разрушение клетки. Ферменты, называемые гранзимами , также хранятся в гранулах и высвобождаются из них. Гранзимы проникают в клетки-мишени через отверстия, сделанные перфорином.
Оказавшись внутри клетки-мишени, они инициируют процесс, известный как запрограммированная смерть клетки или апоптоз , вызывая гибель клетки-мишени. Другой высвобождаемый цитотоксический фактор — это гранулизин , который напрямую атакует внешнюю мембрану клетки-мишени, разрушая ее путем лизиса. Цитотоксические клетки также синтезируют и выделяют другие белки, называемые цитокинами , после контакта с инфицированными клетками. Цитокины включают интерферон-g и фактор некроза опухоли а и передают сигнал от Т-клетки инфицированной или другим соседним клеткам для усиления механизмов уничтожения.
Через интерфероны
Вирусно-инфицированные клетки продуцируют и выделяют небольшие белки, называемые интерферонами , которые играют роль в иммунной защите от вирусов. Интерфероны предотвращают репликацию вирусов, напрямую влияя на их способность к репликации в инфицированной клетке. Они также действуют как сигнальные молекулы, которые позволяют инфицированным клеткам предупреждать соседние клетки о присутствии вируса — этот сигнал заставляет соседние клетки увеличивать количество молекул MHC класса I на своей поверхности, так что Т-клетки, исследующие область, могут идентифицировать и устранять вирусную инфекцию. как описано выше.
Через антитела
Вирусы
также могут быть удалены из организма с помощью антител , прежде чем они получат шанс заразить клетку. Антитела — это белки, которые специфически распознают вторгшиеся патогены и связываются (прилипают) к ним. Это связывание служит многим целям в искоренении вируса:
Во-первых, антитела нейтрализуют вирус, что означает, что он больше не способен инфицировать клетку-хозяин.
Во-вторых, многие антитела могут работать вместе, заставляя вирусные частицы слипаться в процессе, называемом агглютинацией .Агглютинированные вирусы являются более легкой мишенью для иммунных клеток, чем отдельные вирусные частицы.
Третий механизм, используемый антителами для уничтожения вирусов, — это активация фагоцитов. Связанное с вирусом антитело связывается с рецепторами, называемыми Fc-рецепторами, на поверхности фагоцитарных клеток и запускает механизм, известный как фагоцитоз , с помощью которого клетка поглощает и уничтожает вирус.
Наконец, антитела могут также активировать систему комплемента, которая опсонизирует и способствует фагоцитозу вирусов.Комплемент также может повредить оболочку (бислой фосфолипидов), которая присутствует на некоторых типах вируса
Иммунные ответы на вирусы © Авторские права на эту работу принадлежат автору
Сравнительная эко-физиология выявила обширное ферментативное свертывание, производство липаз и сильную конидиальную устойчивость патогенного гриба летучих мышей Pseudogymnoascus destructans
1.
Minnis, A. M. & Lindner, D.L. Филогенетическая оценка geomyces и союзников не выявила близких родственников Pseudogymnoascus destructans , comb. Ноябрь, в зимней спячке летучих мышей в восточной части Северной Америки. Fungal Biol. 117 , 638–649 (2013).
PubMed Статья PubMed Central Google ученый
2.
Blehert, D. S. et al. Синдром белого носа летучей мыши: новый грибковый патоген ?. Наука 323 , 227.https://doi.org/10.1126/science.1163874 (2009).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
3.
Чатурведи В. и Чатурведи С. От редакции: Что в имени? Предложение использовать геомикоз вместо синдрома белого носа (WNS) для описания инфекции летучих мышей, вызванной geomyces destructans. Mycopathologia 171 , 231–233. https://doi.org/10.1007/s11046-010-9385-3 (2011).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
4.
Фрик, В. Ф., Пуэхмайл, С. Дж. И Уиллис, К. К. Летучие мыши в антропоцене: сохранение летучих мышей в меняющемся мире 245–262 (Springer, Berlin, 2016).
Книга Google ученый
5.
Bandouchova, H. et al. Изменение здоровья летучих мышей в спячке под воздействием патогенов. Sci. Отчет 8 , 6067 (2018).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
6.
Zukal, J. et al. Синдром белого носа без границ: Pseudogymnoascus destructans Инфекция переносится в Европе и Палеарктической Азии, но не в Северной Америке. Sci. Отчет 6 , 19829 (2016).
ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
7.
Drees, K. P. et al. Филогенетика грибковой инвазии: происхождение и широкое распространение синдрома белого носа. mBio 8 , 11941–11917 (2017).
Артикул Google ученый
8.
Leopardi, S., Blake, D. & Puechmaille, S.J. Грибок синдрома белого носа, завезенный из Европы в Северную Америку. Curr. Биол. 25 , 217–219 (2015).
Артикул CAS Google ученый
9.
Palmer, J. M. et al. Молекулярная характеристика гетероталлической системы спаривания у Pseudogymnoascus destructans , гриба, вызывающего синдром белого носа у летучих мышей. G3 Genes Genomes Genet. 4 , 1755–1763 (2014).
Google ученый
10.
Триведи, Дж. Н. Популяционная геномика и история мутаций инвазивного эпидемического клона Pseudogymnoascus destructans, возбудителя синдрома белого носа у летучих мышей (Университет Торонто, Торонто, 2017).
Google ученый
11.
Rajkumar, S.S. et al. Клональный генотип Geomyces destructans среди летучих мышей с синдромом белого носа, Нью-Йорк, США. Emerg. Заразить. Dis 17 , 1273–1276 (2011).
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
12.
Lorch, J. M. et al. Первое обнаружение синдрома белого носа летучих мышей в западной части Северной Америки. мСфера 1 , e00148-e1116 (2016).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
13.
Forsythe, A., Giglio, V., Asa, J. & Xu, J. Фенотипическая дивергенция по географическим градиентам показывает потенциал для быстрой адаптации возбудителя синдрома белого носа, Pseudogymnoascus destructans , Северная Америка . Прил. Environ. Microbiol. 84 , e00863-e1818. https://doi.org/10.1128/aem.00863-18 (2018).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
14.
Khankhet, J. et al. Клональная экспансия генотипа Pseudogymnoascus destructans в Северной Америке сопровождается значительными вариациями фенотипической экспрессии. PLoS ONE 9 , e104684 (2014).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
15.
Cryan, P. M., Meteyer, C. U., Boyles, J. G. & Blehert, D. S. Патология крыльев синдрома белого носа у летучих мышей предполагает опасное для жизни нарушение физиологии. BMC Biol. 8 , 1–8. https://doi.org/10.1186/1741-7007-8-135 (2010).
Артикул Google ученый
16.
Meteyer, C.U. et al. Гистопатологические критерии для подтверждения синдрома белого носа у летучих мышей. J. Vet. Диаг. Инвестировать. 21 , 411–414. https://doi.org/10.1177/104063870
0401 (2009).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
17.
Pikula, J. et al. Классификация патологии синдрома белого носа у неарктических и палеарктических летучих мышей. PLoS ONE 12 , e0180435 (2017).
PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
18.
Warnecke, L. et al. Инокуляция летучих мышей европейским Geomyces destructans подтверждает новую гипотезу о патогенах происхождения синдрома белого носа. Proc. Natl.Акад. Sci. 109 , 6999–7003 (2012).
ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
19.
Flieger, M. et al. Витамин B2 как фактор вирулентности при кожной инфекции Pseudogymnoascus destructans . Sci. Отчет 6 , 33200 (2016).
ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
20.
Hayman, D. T. S., Pulliam, J. R. C., Marshall, J. C., Cryan, P. M. & Webb, C. T. Экология, хозяин и грибковые признаки предсказывают синдром белого носа континентального масштаба у летучих мышей. Sci. Adv. 2 , e1500831. https://doi.org/10.1126/sciadv.1500831 (2016).
ADS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
21.
Warnecke, L. et al. Патофизиология синдрома белого носа у летучих мышей: механистическая модель, связывающая повреждение крыльев со смертностью .Vol. 9 (2013).
22.
Wibbelt, G. в «Новые и эпизоотические грибковые инфекции у животных» 289–307 (Springer, Berlin, 2018).
Книга Google ученый
23.
Ахтерман, Р. Р. и Уайт, Т. С. Факторы вирулентности дерматофитов: идентификация и анализ генов, которые могут способствовать хроническим или острым кожным инфекциям. Внутр. J. Microbiol. 20 , 12 (2011).
Google ученый
24.
Чиннапун, Д. Факторы вирулентности, участвующие в патогенности дерматофитов. Walailak J. Sci. Technol. (WJST) 12 , 573–580 (2015).
Google ученый
25.
Паннкук, Э. Л., Риш, Т. С. и Савари, Б. Дж. Выделение и идентификация внеклеточной субтилизин-подобной сериновой протеазы, секретируемой патогеном летучих мышей Pseudogymnoascus destructans . PLoS ONE 10 , e0120508.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0120508 (2015).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
26.
Раудабо, Д. Б. и Миллер, А. Н. Питательная способность и пригодность субстрата для Pseudogymnoascus destructans , возбудителя синдрома белого носа летучих мышей. PLoS ONE 8 , e78300. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0078300 (2013).
ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
27.
Mascuch, S.J. et al. Прямое обнаружение сидерофоров грибов у летучих мышей с синдромом белого носа с помощью масс-спектрометрии с ионизацией окружающей среды под контролем флуоресцентной микроскопии. PLoS ONE 10 , e0119668. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0119668 (2015).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
28.
ван Бурик, Дж. А. Х. и Маги, П. Т. Аспекты грибкового патогенеза у человека. Annu. Rev. Microbiol. 55 , 743–772 (2001).
PubMed Статья Google ученый
29.
Donaldson, M.E. et al. Питательная среда и температура инкубации изменяют транскриптом Pseudogymnoascus destructans. : значение для определения факторов вирулентности. Mycologia 110 , 300–315 (2018).
CAS PubMed Статья Google ученый
30.
Field, K. A. et al. Транскриптом синдрома белого носа: активация противогрибковых ответов хозяина в тканях крыла гибернирующего маленького коричневого Myotis. PLoS Pathog. 11 , e1005168. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1005168 (2015).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
31.
Reeder, S. M. et al. Pseudogymnoascus destructans изменения транскриптома при инфекциях, вызванных синдромом белого носа. Вирулентность 8 , 1695–1707 (2017).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
32.
Lorch, J. M. et al. Экспериментальное заражение летучих мышей вирусом Geomyces destructans вызывает синдром белого носа. Природа 480 , 376 (2011).
ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
33.
Lorch, J. M. et al. Исследование грибков в почве гибернакулы летучих мышей на востоке США и его значение для обнаружения Geomyces destructans , возбудителя синдрома белого носа летучих мышей. Mycologia 105 , 237–252. https://doi.org/10.3852/12-207 (2012).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
34.
Мейер, А.Д., Стивенс Д. Ф. и Блэквуд Дж. С. Прогнозирование выживания колонии летучих мышей под контролем, направленным на множественные пути передачи синдрома белого носа. J. Theor. Биол. 409 , 60–69 (2016).
MathSciNet CAS PubMed МАТЕМАТИКА Статья PubMed Central Google ученый
35.
Gargas, A., Trest, M., Christensen, M., Volk, T. J. & Blehert, D. Geomyces destructans sp. нояассоциируется с синдромом белого носа летучей мыши. Микотаксон 108 , 147–154 (2009).
Артикул Google ученый
36.
Chaturvedi, V. et al. Морфологические и молекулярные характеристики психрофильного гриба Geomyces destructans из Нью-Йорка летучих мышей с синдромом белого носа (WNS). PLoS ONE 5 , e10783 (2010).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
37.
Verant, M. L., Boyles, J. G., Waldrep, W. Jr., Wibbelt, G. & Blehert, D. S. Температурно-зависимый рост Geomyces destructans , грибка, вызывающего синдром белого носа летучей мыши. PLoS ONE 7 , e46280 (2012).
ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
38.
Палмер, Дж. М., Дрис, К. П., Фостер, Дж. Т. и Линднер, Д. Л. Чрезвычайная чувствительность к ультрафиолетовому свету у грибкового патогена, вызывающего синдром белого носа у летучих мышей. Nat. Commun. 9 , 35. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02441-z (2018).
ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
39.
Кэмпбелл, Л. Дж., Уолш, Д. П., Блехерт, Д. С. и Лорч, Дж. М. Долгосрочное выживание Pseudogymnoascus destructans при повышенных температурах. J. Wildlife Dis. 56 , 278–287 (2020).
Артикул Google ученый
40.
Reynolds, H. T. & Barton, H. A. Сравнение возбудителя синдрома белого носа Pseudogymnoascus destructans с живущими в пещерах родственниками предполагает снижение активности сапротрофных ферментов. PLoS ONE 9 , e86437. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086437 (2014).
ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
41.
Смит, К., Шлезингер, С., Овертон, Б.И Бучкоски, С. Альтернативная гипотеза хозяина и потенциальные гены вирулентности в Geomyces destructans . Bat Res. Новости 54 , 17–24 (2013).
Google ученый
42.
Chaturvedi, V., DeFiglio, H. & Chaturvedi, S. Профилирование фенотипа возбудителя синдрома белого носа Pseudogymnoascus destructans и близкородственного ему Pseudogymnoascus pannorum выявляют метаболические различия, лежащие в основе жизнедеятельности грибов. F1000 Исследование 7 , 2 (2018).
Артикул CAS Google ученый
43.
Vanderwolf, K. J., Malloch, D., McAlpine, D. F. и Forbes, G.J. Мировой обзор грибов, дрожжей и плесневых грибов в пещерах. Внутр. J. Speleol. 42 , 9 (2013).
Артикул Google ученый
44.
Wilson, M. B., Held, B. W., Freiborg, A.Х., Бланшетт Р. А. и Саломон С. Е. Захват ресурсов и конкурентоспособность непатогенных видов Pseudogymnoascus spp. и P. destructans , причина синдрома белого носа у летучих мышей. PLoS ONE 12 , e0178968. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178968 (2017).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
45.
Габриэль, К. Т., Невилл, Дж. Дж., Пирс, Г.E. & Cornelison, C.T. Липолитическая активность и использование жирных кислот, связанных с кожным салом летучих мышей, с помощью Pseudogymnoascus destructans . Mycopathologia 184 , 625–636. https://doi.org/10.1007/s11046-019-00381-4 (2019).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
46.
Park, M., Do, E. & Jung, W.H. Липолитические ферменты, участвующие в вирулентности патогенных грибов человека. Микобиология 41 , 67–72. https://doi.org/10.5941/myco.2013.41.2.67 (2013).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
47.
Карлини К. и Лигабуэ-Браун Р. Уреазы как многофункциональные токсичные белки: обзор. Toxicon 110 , 90–109 (2016).
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
48.
Кокс, Г. М., Мукерджи, Дж., Коул, Г. Т., Касадевалл, А. и Перфект, Дж. Р. Уреаза как фактор вирулентности при экспериментальном криптококкозе. Заражение. Иммун. 68 , 443–448 (2000).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
49.
Vylkova, S. & Lorenz, M.C. Модуляция фагосомного pH с помощью Candida albicans способствует морфогенезу гиф и требует Stp2p, регулятора транспорта аминокислот. PLoS Pathog. 10 , e1003995. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1003995 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
50.
Вилкова С. Модуляция pH окружающей среды патогенными грибами как стратегия завоевания хозяина. PLoS Pathog. 13 , e1006149. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006149 (2017).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
51.
Shawcross, D. L. et al. Аммиак ухудшает фагоцитарную функцию нейтрофилов при заболеваниях печени. Гепатология 48 , 1202–1212 (2008).
CAS PubMed Статья Google ученый
52.
O’Donoghue, A.J. et al. Деструктин-1 представляет собой разрушающую коллаген эндопептидазу, секретируемую Pseudogymnoascus destructans , возбудителем синдрома белого носа. PNAS 112 , 7478–7483.https://doi.org/10.1073/pnas.1507082112 (2015).
ADS CAS Статья PubMed Google ученый
53.
Marroquin, C. M., Lavine, J. O. & Windstam, S. T. Влияние влажности на развитие Pseudogymnoascus destructans , возбудителя синдрома белого носа летучих мышей. Northeastern Nat. 24 , 54–64 (2017).
Артикул Google ученый
54.
Kolařík, M. et al. Геосмития, связанная с жуками-короедами и древоточцами на западе США: таксономическое разнообразие и специфичность переносчиков. Mycologia 109 , 185–199. https://doi.org/10.1080/00275514.2017.1303861 (2017).
CAS Статья PubMed Google ученый
55.
Гарланд, Дж. Л. Аналитические подходы к характеристике образцов микробных сообществ с использованием моделей использования потенциальных источников углерода. Soil Biol. Biochem. 28 , 213–221. https://doi.org/10.1016/0038-0717(95)00112-3 (1996).
CAS Статья Google ученый
56.
Dobranic, J. K. & Zak, J. C. Процедура микротитрационного планшета для оценки функционального разнообразия грибов. Mycologia 91 , 756–765 (1999).
Артикул Google ученый
57.
Харч, Б. Д., Коррелл, Р. Л., Мич, В., Киркби, К. А. и Панкхерст, С. Е. Использование коэффициента Джини с данными об использовании субстрата BIOLOG для обеспечения альтернативной количественной меры для сравнения бактериальных почвенных сообществ. J. Microbiol. Методы 30 , 91–101. https://doi.org/10.1016/s0167-7012(97)00048-1 (1997).
CAS Статья Google ученый
58.
Собек Э. А. и Зак Дж.C. Процедура Soil FungiLog: метод и аналитические подходы к пониманию функционального разнообразия грибов. Mycologia 95 , 590–602 (2003).
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
59.
Kouker, G. & Jaeger, K.-E. Специфический и чувствительный планшетный анализ на бактериальные липазы. Прил. Environ. Microbiol. 53 , 211–213 (1987).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
60.
Lupan, D. M. & Nziramasanga, P. Коллагенолитическая активность Coccidioides immitis . Заражение. Иммун. 51 , 360–361 (1986).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
61.
Салех-Растин Н., Петерсен М., Коулман С. и Хаббелл Д. Ризосфера и рост растений 188–188 (Springer, Berlin, 1991).
Книга Google ученый
62.
NziramasangaM, P. & Lupan, D. Активность эластазы Coccidioides immitis . J. Med. Microbiol. 19 , 109–114 (1985).
Артикул Google ученый
63.
Dietz, M. & Kalko, E.K. Сезонные изменения в суточных моделях торпора у самцов и самцов летучих мышей Добентона, находящихся на свободе ( Myotis daubentonii ). J. Comp. Physiol. B. 176 , 223–231 (2006).
PubMed Статья Google ученый
64.
Сефтон-Кларк, П. С. и Воелц, К. В Достижения в прикладной микробиологии (ред. Сима, С. и Джеффри, М. Г.) 117–157 (Academic Press, New York, 2018).
Google ученый
65.
Хаммер, О., Харпер, Д. А. Т. и Райан, П. Д. ПРОШЛОЕ: Пакет программ палеонтологической статистики для обучения и анализа данных. Palaeontol. Электрон. 4 , 1–9 (2001).
Google ученый
66.
Martínková, N. et al. Рост заболеваемости грибком Geomyces destructans у летучих мышей из Чешской Республики и Словакии. PLoS ONE 5 , e13853 (2010).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
67.
Větrovský, T., Kolařík, M., ifčáková, L., Zelenka, T. и Baldrian, P. Ген rpb2 представляет собой жизнеспособный альтернативный молекулярный маркер для анализа грибковых сообществ в окружающей среде. Mol. Ecol. Ресурс. 16 , 388–401 (2016).
PubMed Статья CAS Google ученый
68.
Crous, P. et al. Листы описания грибной планеты: 558–624. Персония 38 , 240 (2017).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
69.
Hubka, V. et al. Переоценка раздела Aspergillus Nidulantes с описанием двух новых видов, продуцирующих стеригматоцистин. Plant Syst. Evol. 302 , 1267–1299 (2016).
CAS Статья Google ученый
70.
Kubátová, A., Hujslová, M., Frisvad, JC, Chudíčková, M. & Kolařík, M. Таксономический пересмотр биотехнологически важных видов Penicillium oxalicum с описанием двух новых видов из кислых и засоленные почвы. Mycol. Прогр. 18 , 215–228 (2019).
Артикул Google ученый
71.
Gabrielová, A. et al. Оомицет Pythium oligandrum может подавлять и убивать возбудителей дерматофитозов. Mycopathologia 183 , 751–764 (2018).
PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
Как патогены вызывают заболевания | Микробиология
Цели обучения
Обобщите постулаты Коха и молекулярные постулаты Коха, соответственно, и объясните их значение и ограничения
Объясните понятие патогенности (вирулентности) с точки зрения инфекционной и летальной дозы
Различать первичные и условно-патогенные микроорганизмы и определять конкретные примеры каждого из них
Обобщите этапы патогенеза
Объясните роль входных и выходных порталов в передаче болезней и укажите конкретные примеры этих порталов
Для большинства инфекционных заболеваний способность точно идентифицировать возбудителя болезни является критическим шагом в поиске или назначении эффективных методов лечения.Сегодняшние врачи, пациенты и исследователи в большом долгу перед врачом Робертом Кохом (1843–1910), который разработал систематический подход для подтверждения причинных связей между болезнями и конкретными патогенами.
Постулаты Коха
В 1884 году Кох опубликовал четыре постулата, которые резюмировали его метод определения того, является ли конкретный микроорганизм причиной определенного заболевания:
Постулаты Коха
Предполагаемый патоген должен обнаруживаться в каждом случае заболевания, а не у здоровых людей.
Предполагаемый патоген можно выделить и выращивать в чистой культуре.
У здорового испытуемого, инфицированного предполагаемым патогеном, должны развиваться те же признаки и симптомы болезни, что и в постулате 1.
Патоген должен быть повторно изолирован от нового хозяина и должен быть идентичен патогену из постулата 2.
Каждый из постулатов Коха представляет собой критерий, который должен быть соблюден, прежде чем болезнь может быть положительно связана с патогеном.Чтобы определить соответствие критериям, проводятся тесты на лабораторных животных и сравниваются культуры здоровых и больных животных (рис. 1).
Рис. 1. Шаги для подтверждения того, что патоген является причиной определенного заболевания, с использованием постулатов Коха.
Во многих отношениях постулаты Коха по-прежнему занимают центральное место в нашем нынешнем понимании причин болезней. Однако достижения в микробиологии выявили некоторые важные ограничения критериев Коха.Кох сделал несколько предположений, которые, как мы теперь знаем, во многих случаях неверны. Первый относится к постулату 1, который предполагает, что патогены обнаруживаются только у больных, а не у здоровых людей. Это неверно для многих патогенов. Например, H. pylori , описанный ранее в этой главе как патоген, вызывающий хронический гастрит, также является частью нормальной микробиоты желудка у многих здоровых людей, у которых никогда не развивается гастрит. По оценкам, более 50% населения приобретает H.pylori в раннем возрасте, при этом большинство из них поддерживает его как часть нормальной микробиоты на всю оставшуюся жизнь без развития болезни.
Второе ошибочное предположение Коха заключалось в том, что все здоровые испытуемые одинаково восприимчивы к болезням. Теперь мы знаем, что люди не одинаково восприимчивы к болезням. Люди уникальны с точки зрения их микробиоты и состояния их иммунной системы в любой момент времени. Состав резидентной микробиоты может влиять на восприимчивость человека к инфекции.Члены нормальной микробиоты играют важную роль в иммунитете, подавляя рост преходящих патогенов. В некоторых случаях микробиота может помешать патогену установить инфекцию; в других случаях это может не полностью предотвратить инфекцию, но может повлиять на тяжесть или тип признаков и симптомов. В результате два человека с одним и тем же заболеванием не всегда могут иметь одинаковые признаки и симптомы. Кроме того, у некоторых людей иммунная система сильнее, чем у других. Люди с иммунной системой, ослабленной возрастом или несвязанным заболеванием, гораздо более восприимчивы к определенным инфекциям, чем люди с сильной иммунной системой.
Кох также предположил, что все патогены — это микроорганизмы, которые можно выращивать в чистой культуре (постулат 2), и что животные могут служить надежными моделями болезней человека. Однако теперь мы знаем, что не все патогены можно выращивать в чистой культуре, и что многие человеческие болезни не могут быть надежно воспроизведены на животных-хозяевах. Вирусы и некоторые бактерии, включая Rickettsia и Chlamydia , являются облигатными внутриклеточными патогенами, которые могут расти только внутри клетки-хозяина.Если микроб нельзя культивировать, исследователь не может отказаться от постулата 2. Точно так же, без подходящего нечеловеческого хозяина, исследователь не может оценить постулат 2 без намеренного заражения людей, что представляет очевидные этические проблемы. СПИД является примером такого заболевания, потому что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) вызывает заболевание только у людей.
Подумай об этом
Кратко суммируйте ограничения постулатов Коха.
Постулаты молекулярного Коха
В 1988 году Стэнли Фалькоу (1934–) предложил пересмотренную форму постулатов Коха, известную как молекулярные постулаты Коха .Они перечислены в левом столбце таблицы 1. Предпосылка молекулярных постулатов Коха заключается не в способности изолировать конкретный патоген, а, скорее, в идентификации гена, который может сделать организм патогенным.
Модификации Фалькоу исходных постулатов Коха объясняют не только инфекции, вызываемые внутриклеточными патогенами, но также существование патогенных штаммов организмов, которые обычно не являются патогенными. Например, преобладающая форма бактерии Escherichia coli является членом нормальной микробиоты кишечника человека и обычно считается безвредной.Однако существуют патогенные штаммы E. coli , такие как энтеротоксигенная E. coli ( ETEC ) и энтерогеморрагическая E. coli (O157: H7) (EHEC). Теперь мы знаем, что ETEC и EHEC существуют благодаря приобретению новых генов некогда безвредной E. coli , которая в форме этих патогенных штаммов теперь способна вырабатывать токсины и вызывать болезни. Патогенные формы возникли в результате незначительных генетических изменений. В правом столбце таблицы 1 показано, как молекулярные постулаты Коха могут быть применены для идентификации EHEC как патогенной бактерии.
Таблица 1. Молекулярные постулаты Коха в применении к EHEC
Молекулярные постулаты Коха Приложение к EHEC
(1) Фенотип (признак или симптом заболевания) должен быть связан только с патогенными штаммами вида. EHEC вызывает воспаление кишечника и диарею, тогда как непатогенные штаммы E. coli — нет.
(2) Инактивация предполагаемого гена (ов), связанного с патогенностью, должна привести к поддающейся измерению потере патогенности. Один из генов в EHEC кодирует токсин шига, бактериальный токсин (яд), подавляющий синтез белка. Инактивация этого гена снижает способность бактерий вызывать болезни.
(3) Реверсия неактивного гена должна восстановить фенотип заболевания. Путем добавления гена, кодирующего токсин, обратно в геном (например, с помощью фага или плазмиды), способность EHEC вызывать заболевание восстанавливается.
Как и исходные постулаты Коха, молекулярные постулаты Коха имеют ограничения.Например, генетические манипуляции с некоторыми патогенами невозможны с использованием современных методов молекулярной генетики. Аналогичным образом, для некоторых болезней нет подходящих моделей на животных, что ограничивает полезность как исходных, так и молекулярных постулатов.
Подумай об этом
Объясните различия между исходными постулатами Коха и молекулярными постулатами Коха.
Патогенность и вирулентность
Способность микробного агента вызывать заболевание называется патогенностью , а степень патогенности организма вирулентностью .Вирулентность — это континуум. На одном конце спектра находятся невирулентные (не вредные) организмы, а на другом — очень вирулентные организмы. Высоковирулентные патогены почти всегда приводят к болезненному состоянию при попадании в организм, а некоторые могут даже вызывать отказ многих органов и систем организма у здоровых людей. Менее вирулентные патогены могут вызвать начальную инфекцию, но не всегда могут вызвать тяжелое заболевание. Патогены с низкой вирулентностью с большей вероятностью вызовут легкие признаки и симптомы заболевания, такие как субфебрильная температура, головная боль или боли в мышцах.У некоторых людей симптомы могут отсутствовать.
Примером высоковирулентного микроорганизма является Bacillus anthracis , патоген, ответственный за сибирской язвы . B. anthracis может вызывать различные формы заболевания в зависимости от пути передачи (например, кожная инъекция, вдыхание, проглатывание). Самая серьезная форма сибирской язвы — это ингаляционная сибирская язва. После вдыхания спор B. anthracis они прорастают. Развивается активная инфекция, и бактерии выделяют сильнодействующие токсины, вызывающие отек (скопление жидкости в тканях), гипоксию (состояние, препятствующее проникновению кислорода в ткани) и некроз (гибель клеток и воспаление).Признаки и симптомы ингаляционной сибирской язвы включают высокую температуру, затрудненное дыхание, рвоту и кашель с кровью, а также сильные боли в груди, свидетельствующие о сердечном приступе. При ингаляционной сибирской язве токсины и бактерии попадают в кровоток, что может привести к полиорганной недостаточности и смерти пациента. Если ген (или гены), участвующий в патогенезе, инактивирован, бактерии становятся менее вирулентными или непатогенными.
Рис. 2. Подобный график используется для определения LD ₅₀ путем построения зависимости концентрации патогена от процента погибших инфицированных подопытных животных.В этом примере LD ₅₀ = 10 ⁴ патогенных частиц.
Вирулентность патогена может быть определена количественно с помощью контролируемых экспериментов с лабораторными животными. Двумя важными показателями вирулентности являются средняя инфекционная доза (ID ₅₀) и средняя летальная доза (LD ₅₀) , оба из которых обычно определяются экспериментально с использованием моделей на животных. ID ₅₀ — это количество патогенных клеток или вирионов, необходимое для того, чтобы вызвать активную инфекцию у 50% инокулированных животных. LD ₅₀ — это количество патогенных клеток, вирионов или количество токсина, необходимое для уничтожения 50% инфицированных животных. Для расчета этих значений каждую группу животных инокулируют одним из ряда известных количеств клеток патогенов или вирионов. На графиках, подобных показанному на рисунке 2, процент животных, которые были инфицированы (для ID ₅₀) или убиты (для LD ₅₀), отложен в зависимости от концентрации инокулированного патогена. На рис. 2 представлены графические данные гипотетического эксперимента по измерению LD ₅₀ патогена.Интерпретация данных из этого графика показывает, что LD ₅₀ патогена для подопытных животных составляет 10 ⁴ клеток или вирионов патогена (в зависимости от исследуемого патогена).
В таблице 2 перечислены избранные патогены пищевого происхождения и их значения ID ₅₀ у людей (как определено из эпидемиологических данных и исследований на людях-добровольцах). Имейте в виду, что это медианное значение . Фактическая инфекционная доза для человека может широко варьироваться в зависимости от таких факторов, как путь проникновения; возраст, здоровье и иммунный статус хозяина; и факторы окружающей среды и специфические для патогенов факторы, такие как восприимчивость к кислому pH желудка.Также важно отметить, что инфекционная доза возбудителя не обязательно коррелирует с тяжестью заболевания. Например, всего одна клетка Salmonella enterica серотипа Typhimurium может привести к активной инфекции. Возникающее в результате заболевание, гастроэнтерит Salmonella или сальмонеллез , может вызывать тошноту, рвоту и диарею, но смертность у здоровых взрослых составляет менее 1%. Напротив, S. enterica серотипа Typhi имеет гораздо более высокий ID ₅₀, обычно требующий до 1000 клеток для возникновения инфекции.Однако этот серотип вызывает брюшной тиф , гораздо более системное и тяжелое заболевание, смертность от которого у нелеченных лиц достигает 10%.
Таблица 2. ID ₅₀ для отдельных болезней пищевого происхождения
Возбудитель ID ₅₀
Вирусы
Вирус гепатита А 10–100
Норовирус 1–10
Ротавирус 10–100
Бактерии
Escherichia coli , энтерогеморрагическая (EHEC, серотип O157) 10–100
E.coli , энтероинвазивный (EIEC) 200–5 000
E. coli , энтеропатогенный (EPEC) 10 000 000–10 000 000 000
E. coli , энтеротоксигенный (ETEC) 10 000 000–10 000 000 000
Salmonella enterica серовар Typhi <1 000
S. enterica серовар Typhimurium ≥1
Shigella dysenteriae 10–200
Vibrio cholerae (серотипы O139, O1) 1 000 000
В.парагемолитик 100 000 000
Простейшие
Лямблии лямблии 1
Cryptosporidium parvum 10–100
Подумай об этом
В чем разница между инфекционной дозой патогена и смертельной дозой?
Что более тесно связано с тяжестью заболевания?
Первичные патогены против оппортунистических патогенов
Патогены можно классифицировать как первичные патогены или условно-патогенные микроорганизмы.Первичный патоген может вызывать заболевание у хозяина независимо от его микробиоты или иммунной системы. Оппортунистический патоген , напротив, может вызывать заболевание только в ситуациях, которые ставят под угрозу защитные силы хозяина, такие как защитные барьеры организма, иммунная система или нормальная микробиота. К людям, подверженным оппортунистическим инфекциям, относятся очень молодые, пожилые люди, беременные женщины, пациенты, проходящие химиотерапию, люди с иммунодефицитами (такими как синдром приобретенного иммунодефицита [СПИД]), пациенты, восстанавливающиеся после операции, и те, у кого было нарушение защитных барьеров (например, тяжелая рана или ожог).
Примером первичного патогена является энтерогеморрагическая E. coli ( EHEC ), которая продуцирует фактор вирулентности, известный как токсин Шига . Этот токсин подавляет синтез белка, что приводит к тяжелой и кровавой диарее, воспалению и почечной недостаточности даже у пациентов со здоровой иммунной системой. Staphylococcus epidermidis , с другой стороны, является условно-патогенным микроорганизмом, который является одной из наиболее частых причин внутрибольничных заболеваний. S. epidermidis является членом нормальной микробиоты кожи, где обычно невирулентен. Однако в больницах он также может расти в биопленках, которые образуются на катетерах, имплантатах или других устройствах, которые вводятся в тело во время хирургических процедур. Попав внутрь организма, S. epidermidis может вызвать серьезные инфекции, такие как эндокардит, и продуцировать факторы вирулентности, которые способствуют сохранению таких инфекций.
Другие представители нормальной микробиоты также могут вызывать оппортунистические инфекции при определенных условиях.Это часто происходит, когда микробы, которые безвредно обитают в одном месте тела, попадают в другую систему организма, где вызывают заболевание. Например, E. coli , обычно обнаруживаемая в толстом кишечнике, может вызвать инфекцию мочевыводящих путей, если попадает в мочевой пузырь. Это основная причина инфекций мочевыводящих путей у женщин.
Члены нормальной микробиоты также могут вызывать заболевание, когда изменение окружающей среды в организме приводит к чрезмерному росту определенного микроорганизма.Например, дрожжи Candida являются частью нормальной микробиоты кожи, рта, кишечника и влагалища, но их популяция контролируется другими организмами микробиоты. Однако, если человек принимает антибактериальные препараты, бактерии, которые обычно подавляют рост Candida , могут быть уничтожены, что приведет к внезапному росту популяции Candida , на которую не действуют антибактериальные препараты, потому что это возбудитель. грибок.Чрезмерный рост Candida может проявляться как оральный кандидоз (рост во рту, горле и языке), вагинальная дрожжевая инфекция или кожный кандидоз . Другие сценарии также могут предоставить возможности для заражения Candida . Необработанный диабет может привести к высокой концентрации глюкозы в слюне, которая обеспечивает оптимальную среду для роста грибков Candida, , приводящих к молочнице. Иммунодефицитные состояния, такие как те, которые наблюдаются у пациентов с ВИЧ, СПИДом и раком, также приводят к более высокой заболеваемости молочницей.Вагинальные дрожжевые инфекции могут быть результатом снижения уровня эстрогена во время менструации или менопаузы. Количество гликогена, доступного лактобактериям во влагалище, контролируется уровнем эстрогена; когда уровень эстрогена низкий, лактобациллы производят меньше молочной кислоты. Возникающее в результате повышение pH влагалища приводит к чрезмерному росту во влагалище Candida .
Подумай об этом
Объясните разницу между первичным патогеном и условно-патогенным микроорганизмом.
Опишите некоторые условия, при которых может возникнуть оппортунистическая инфекция.
Этапы патогенеза
Чтобы вызвать болезнь, патоген должен успешно пройти четыре стадии или стадий патогенеза : воздействие (контакт), адгезия (колонизация), инвазия и инфекция. Патоген должен иметь возможность проникнуть к хозяину, добраться до места, где он может установить инфекцию, уклониться от иммунного ответа хозяина или преодолеть его, а также нанести ущерб (т.е., болезнь) хозяину. Во многих случаях цикл завершается, когда патоген покидает хозяина и передается новому хозяину.
Экспозиция
Встреча с потенциальным патогеном известна как контакт или контакт . Пища, которую мы едим, и предметы, с которыми мы работаем, — все это способы, которыми мы можем вступить в контакт с потенциальными патогенами. Однако не все контакты приводят к инфекциям и болезням. Чтобы патоген мог вызвать заболевание, он должен иметь доступ к тканям хозяина.Анатомический участок, через который патогены могут проникать в ткань хозяина, называется порталом входа . Это места, где клетки-хозяева находятся в прямом контакте с внешней средой. Основные входные пути показаны на рисунке 3 и включают кожу, слизистые оболочки и парентеральные пути.
Рис. 3. Показаны различные входные двери, через которые патогены могут проникнуть в организм. За исключением плаценты, многие из этих мест напрямую подвергаются воздействию внешней среды.
Поверхности слизистой оболочки являются наиболее важными входными воротами для микробов; к ним относятся слизистые оболочки дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовых путей. Хотя большинство слизистых оболочек находится внутри тела, некоторые из них прилегают к наружной коже в различных отверстиях тела, включая глаза, нос, рот, уретру и задний проход.
Большинство патогенов подходят для конкретного входа. Портальная специфичность патогена определяется адаптацией организма к окружающей среде, а также ферментами и токсинами, которые они выделяют.Дыхательные и желудочно-кишечные тракты являются особенно уязвимыми входами, поскольку частицы, содержащие микроорганизмы, постоянно вдыхаются или проглатываются соответственно.
Патогены также могут проникать через брешь в защитных барьерах кожи и слизистых оболочек. Считается, что патогены, попадающие в организм таким образом, попадают парентеральным путем . Например, кожа является хорошим естественным барьером для патогенов, но разрывы кожи (например, раны, укусы насекомых, укусы животных, уколы иглой) могут обеспечить парентеральный портал для проникновения микроорганизмов.
У беременных женщин плацента обычно предотвращает передачу микроорганизмов от матери к плоду. Однако некоторые патогены способны преодолевать гемато-плацентарный барьер. Грамположительная бактерия Listeria monocytogenes , вызывающая листериоз пищевого происхождения, является одним из примеров, который представляет серьезный риск для плода и иногда может привести к самопроизвольному аборту. Другие патогены, которые могут преодолевать плацентарный барьер и заразить плод, вместе известны под аббревиатурой TORCH (Таблица 3).
Передача инфекционных заболеваний от матери к ребенку также является проблемой во время родов, когда ребенок проходит через родовые пути. Младенцы, матери которых имеют активную инфекцию chlamydia или gonorrhea , могут подвергаться воздействию возбудителей инфекции во влагалище, что может привести к глазным инфекциям, ведущим к слепоте. Чтобы предотвратить это, стандартной практикой является закапывание младенцев в глаза капель с антибиотиками вскоре после рождения.
Таблица 3.Патогены, способные преодолевать плацентарный барьер (TORCH-инфекции)
Болезнь Возбудитель
т Токсоплазмоз Toxoplasma gondii (простейшие)
О
Сифилис
Ветряная оспа
Гепатит B
ВИЧ
Пятая болезнь (инфекционная эритема)
Treponema pallidum (бактерия)
Вирус ветряной оспы (вирус герпеса человека 3)
Вирус гепатита В (гепаднавирус)
Ретровирус
Парвовирус B19
R Краснуха (немецкая корь) Тогавирус
К Цитомегаловирус Вирус герпеса человека 5
H Герпес Вирусы простого герпеса (ВПГ) 1 и 2
Клиническое направление: Панкадж, часть 2
Этот пример продолжает историю Панкаджа, начатую в «Характеристиках инфекционных заболеваний».
В клинике врач записывает историю болезни Панкаджа и спрашивает о его занятиях и питании за последнюю неделю. Узнав, что Панкадж заболел на следующий день после вечеринки, врач назначает анализ крови, чтобы проверить наличие патогенов, связанных с болезнями пищевого происхождения. После того, как тесты подтвердили наличие грамположительной палочки в крови Панкаджа, ему сделали инъекцию антибиотика широкого спектра действия и отправили в ближайшую больницу, где он был госпитализирован. Там ему будут дополнительно вводить внутривенные антибиотики и жидкости.
Эта бактерия в крови Панкаджа является частью нормальной микробиоты?
Какой входной портал использовали бактерии, чтобы вызвать эту инфекцию?
Мы вернемся к примеру Панкаджа на следующих страницах.
Адгезия
После первоначального контакта возбудитель прилипает к входному отверстию. Термин адгезия относится к способности патогенных микробов прикрепляться к клеткам тела с использованием факторов адгезии , а различные патогены используют различные механизмы для прикрепления к клеткам тканей хозяина.
Рис. 4. Гликокаликс, продуцируемый бактериями в биопленке, позволяет клеткам прилипать к тканям хозяина и медицинским устройствам, таким как поверхность катетера, показанная здесь. (кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)
Молекулы (белки или углеводы), называемые адгезинами. находятся на поверхности определенных патогенов и связываются со специфическими рецепторами (гликопротеинами) на клетках-хозяевах. Адгезины присутствуют на фимбриях и жгутиках бактерий, ресничках простейших, а также на капсидах или мембранах вирусов.Простейшие также могут использовать крючки и зазубрины для сцепления; белки-шипы на вирусах также усиливают вирусную адгезию. Производство гликокалицитов (слои слизи и капсулы) (рис. 4) с их высоким содержанием сахара и белка также может позволить определенным бактериальным патогенам прикрепиться к клеткам.
Рост биопленки также может действовать как фактор адгезии. Биопленка — это сообщество бактерий, которые продуцируют гликокаликс, известный как экстраполимерное вещество (EPS) , которое позволяет биопленке прикрепляться к поверхности.Стойкие инфекции Pseudomonas aeruginosa часто встречаются у пациентов, страдающих муковисцидозом, ожоговыми ранами и инфекциями среднего уха (средний отит), поскольку P. aeruginosa образует биопленку. EPS позволяет бактериям прилипать к клеткам-хозяевам и усложняет физическое удаление патогена хозяином. EPS не только обеспечивает прикрепление, но и обеспечивает защиту от иммунной системы и лечения антибиотиками, предотвращая попадание антибиотиков в бактериальные клетки внутри биопленки.Кроме того, не все бактерии в биопленке быстро растут; некоторые находятся в стационарной фазе. Поскольку антибиотики наиболее эффективны против быстрорастущих бактерий, части бактерий в биопленке защищены от антибиотиков.
Вторжение
Как только адгезия будет успешной, можно продолжить вторжение . Инвазия включает распространение патогена по местным тканям или телу. Патогены могут продуцировать экзоферменты или токсины, которые служат факторами вирулентности , которые позволяют им колонизировать и повреждать ткани хозяина по мере того, как они распространяются глубже в организм.Патогены могут также продуцировать факторы вирулентности, которые защищают их от защиты иммунной системы. Специфические факторы вирулентности патогена определяют степень повреждения тканей. На рисунке 5 показано вторжение H. pylori в ткани желудка, вызывающее повреждение по мере развития.
Рис. 5. H. pylori может проникать в слизистую оболочку желудка, производя факторы вирулентности, которые позволяют ему проходить через слой муцина, покрывающий эпителиальные клетки.(кредит: модификация работы Зины Дерецкой, Национальный научный фонд)
Внутриклеточные патогены достигают инвазии, проникая в клетки хозяина и размножаясь. Некоторые из них являются облигатными внутриклеточными патогенами (что означает, что они могут воспроизводиться только внутри клеток-хозяев), а другие являются факультативными внутриклеточными патогенами (что означает, что они могут воспроизводиться как внутри, так и вне клеток-хозяев). Проникая в клетки-хозяева, внутриклеточные патогены могут уклоняться от некоторых механизмов иммунной системы, а также использовать питательные вещества в клетке-хозяине.
Попадание в клетку может происходить посредством эндоцитоза . Для большинства типов клеток-хозяев патогены используют один из двух различных механизмов эндоцитоза и проникновения. Один механизм основан на эффекторных белках, секретируемых патогеном; эти эффекторные белки запускают проникновение в хозяйскую клетку. Это метод, который используют Salmonella и Shigella при проникновении в эпителиальные клетки кишечника. Когда эти патогены контактируют с эпителиальными клетками кишечника, они секретируют эффекторные молекулы, которые вызывают выступы мембранных складок, которые переносят бактериальную клетку внутрь.Этот процесс называется взъерошивание мембраны . Второй механизм основан на поверхностных белках, экспрессируемых патогеном, которые связываются с рецепторами клетки-хозяина, что приводит к проникновению. Например, Yersinia pseudotuberculosis продуцирует поверхностный белок, известный как invasin , который связывается с интегринами бета-1, экспрессируемыми на поверхности клеток-хозяев.
Некоторые клетки-хозяева, такие как лейкоциты и другие фагоциты иммунной системы, активно эндоцитируют патогены в процессе, называемом фагоцитозом.Хотя фагоцитоз позволяет патогену проникнуть в клетку-хозяин, в большинстве случаев клетка-хозяин убивает и разрушает патоген с помощью пищеварительных ферментов. Обычно, когда патоген попадает в организм фагоцита, он заключен внутри фагосомы в цитоплазме; фагосома сливается с лизосомой с образованием фаголизосомы, в которой пищеварительные ферменты убивают патоген (см. Распознавание патогенов и фагоцитоз). Однако некоторые внутриклеточные патогены обладают способностью выживать и размножаться внутри фагоцитов.Примеры включают Listeria monocytogenes и Shigella ; эти бактерии производят белки, которые лизируют фагосому до того, как она сливается с лизосомой, позволяя бактериям проникать в цитоплазму фагоцита, где они могут размножаться. Бактерии, такие как Mycobacterium tuberculosis , Legionella pneumophila и Salmonella , используют несколько иной механизм, чтобы избежать переваривания фагоцитом.Эти бактерии препятствуют слиянию фагосомы с лизосомой, таким образом оставаясь живыми и делясь внутри фагосомы.
Инфекция
После инвазии успешное размножение возбудителя приводит к инфицированию. Инфекции можно описать как местные, очаговые или системные, в зависимости от степени инфекции. Локальная инфекция ограничивается небольшим участком тела, обычно около входного портала. Например, волосяной фолликул, инфицированный инфекцией Staphylococcus aureus , может вызвать фурункул вокруг места заражения, но бактерия в основном локализуется в этом небольшом месте.Другие примеры местных инфекций, которые включают более обширное поражение тканей, включают инфекции мочевыводящих путей, ограниченные мочевым пузырем, или пневмонию, ограниченную легкими.
При очаговой инфекции локализованный патоген или производимые им токсины могут распространяться во вторичное место. Например, стоматолог-гигиенист, укусивший десну острым предметом, может привести к локальному инфицированию десен бактериями Streptococcus нормальной микробиоты полости рта. Эти Streptococcus spp.затем могут получить доступ к кровотоку и проникнуть в другие части тела, что приведет к вторичной инфекции.
Когда инфекция распространяется по всему телу, мы называем это системной инфекцией . Например, инфекция вирусом ветряной оспы обычно проникает через слизистую оболочку верхних дыхательных путей. Затем он распространяется по всему телу, вызывая классические красные поражения кожи, связанные с ветряной оспой .Поскольку эти поражения не являются очагами первоначальной инфекции, они являются признаками системной инфекции.
Иногда первичная инфекция , первоначальная инфекция, вызванная одним патогеном, может привести к вторичной инфекции другим патогеном. Например, иммунная система пациента с первичной инфекцией HIV оказывается под угрозой, что делает пациента более восприимчивым к вторичным заболеваниям, таким как молочница полости рта и другим, вызываемым условно-патогенными микроорганизмами.Точно так же первичная инфекция, вызванная вирусом гриппа , повреждает и снижает защитные механизмы легких, делая пациентов более восприимчивыми к вторичной пневмонии, вызванной бактериальным патогеном, таким как Haemophilus influenzae или Streptococcus pneumoniae . Некоторые вторичные инфекции могут развиться даже в результате лечения первичной инфекции. Антибиотикотерапия, нацеленная на первичный патоген, может вызвать побочный ущерб нормальной микробиоте, открывая путь для условно-патогенных микроорганизмов.
Вторичная дрожжевая инфекция
Анита, 36-летняя мать троих детей, обращается в центр неотложной помощи с жалобами на тазовое давление, частое и болезненное мочеиспускание, спазмы в животе и иногда с окрашенной кровью мочой. Подозревая инфекцию мочевыводящих путей (ИМП) , врач запрашивает образец мочи и отправляет его в лабораторию для анализа мочи. Поскольку для получения результатов культивирования потребуется около 24 часов, врач немедленно назначит Аните антибиотик ципрофлоксацин.На следующий день микробиологическая лаборатория подтвердила присутствие E. coli в моче Аниты, что согласуется с предполагаемым диагнозом. Однако тест на чувствительность к противомикробным препаратам показывает, что ципрофлоксацин не может эффективно лечить ИМП у Аниты, поэтому врач прописывает другой антибиотик.
После приема антибиотиков в течение 1 недели Анита возвращается в клинику с жалобой на неэффективность рецепта. Хотя болезненное мочеиспускание утихло, теперь она испытывает вагинальный зуд, жжение и выделения.После краткого осмотра врач объясняет Аните, что антибиотики, вероятно, успешно уничтожили E. coli , ответственные за ее ИМП; однако в процессе они также уничтожили многие «хорошие» бактерии в нормальной микробиоте Аниты. Новые симптомы, о которых сообщила Анита, соответствуют вторичной дрожжевой инфекции, вызванной Candida albicans , условно-патогенным грибком, который обычно находится во влагалище, но подавляется бактериями, которые обычно находятся в той же среде.
Для подтверждения этого диагноза из выделений готовят предметное стекло прямого вагинального мазка для проверки на наличие дрожжевых грибков. Образец выделений сопровождает это предметное стекло в микробиологическую лабораторию, чтобы определить, произошло ли увеличение популяции дрожжей, вызывающих вагинит. После того, как микробиологическая лаборатория подтвердит диагноз, врач прописывает Аните противогрибковый препарат для устранения вторичной дрожжевой инфекции.
Почему Candida не уничтожили антибиотики, прописанные для лечения ИМП?
Подумай об этом
Перечислите три состояния, которые могут привести к вторичной инфекции.
Передача болезни
Для того, чтобы патоген сохранялся, он должен занять положение для передачи новому хозяину, покидая инфицированный хозяин через портал выхода (рис. 6). Как и в случае с порталами входа, многие патогены приспособлены к использованию определенного портала выхода. Подобно входным воротам, наиболее распространенными выходными воротами являются кожа, дыхательные, мочеполовые и желудочно-кишечные тракты. Кашель и чихание могут изгнать болезнетворные микроорганизмы из дыхательных путей.Одно чихание может отправить в воздух тысячи вирусных частиц. Выделения и выделения могут переносить патогены через другие пути выхода. Кал, моча, сперма, выделения из влагалища, слезы, пот и пролившиеся клетки кожи — все это может служить средством для выхода патогена из организма. Патогены, которые передаются через насекомых-переносчиков, покидают организм с кровью, добытой кусающим насекомым. Точно так же некоторые болезнетворные микроорганизмы покидают организм с кровью, извлеченной иглами.
Рис. 6. Патогены покидают тело инфицированного хозяина через различные выходы, чтобы заразить новых хозяев.
Ключевые концепции и резюме
Постулаты Коха используются для определения того, является ли конкретный микроорганизм патогеном. Постулаты Molecular Koch используются для определения того, какие гены способствуют способности патогена вызывать болезнь.
Вирулентность , степень, в которой патоген может вызвать заболевание, может быть определена количественно путем расчета ID ₅₀ или LD ₅₀ патогена в данной популяции.
Первичные патогены способны вызывать патологические изменения, связанные с заболеванием, у здорового человека, тогда как условно-патогенные микроорганизмы могут вызывать заболевание только тогда, когда индивидуум подвергается опасности из-за нарушения защитных барьеров или иммуносупрессии.
Инфекции и болезни могут быть вызваны патогенами в окружающей среде или микробами в резидентной микробиоте человека .
Инфекции могут быть классифицированы как местные, , очаговые, или системные, , в зависимости от степени распространения патогена в организме.
Вторичная инфекция иногда может возникать после того, как защитные силы хозяина или нормальная микробиота нарушены первичной инфекцией или лечением антибиотиками.
Патогены попадают в организм через порталов входа и выходят через порталов выхода . Стадии патогенеза включают экспозицию , адгезию , инвазию , инфекцию и передачу .
Множественный выбор
Что из перечисленного является патогеном, который не может быть идентифицирован с помощью исходных постулатов Коха?
Золотистый стафилококк
синегнойная палочка
Вирус иммунодефицита человека
Salmonella enterica серовар Typhimurium
Показать ответ
Ответ c.Вирус иммунодефицита человека не мог быть идентифицирован с помощью исходных постулатов Коха.
Патоген A имеет ID ₅₀ из 50 частиц, патоген B имеет ID ₅₀ из 1000 частиц, а патоген C имеет ID ₅₀ из 1 × 10 ⁶ частиц. Какой патоген наиболее опасен?
возбудитель A
возбудитель B
возбудитель C
Показать ответ
Ответ а. Патоген А наиболее опасен.
Какой из следующих вариантов перечисляет этапы патогенеза в правильном порядке?
инвазия, инфекция, адгезия, воздействие
адгезия, воздействие, инфекция, инвазия
воздействие, адгезия, инвазия, инфекция
болезнь, инфекция, воздействие, инвазия
Показать ответ
Ответ c.Правильный порядок: обнажение, адгезия, инвазия, затем инфицирование.
Заполните бланк
A (n) __________ патоген вызывает заболевание только в том случае, если условия для микроорганизма являются благоприятными из-за переноса в неподходящий участок тела или ослабленного иммунитета у человека.
Показать ответ
Условно-патогенный микроорганизм вызывает заболевание только в том случае, если условия благоприятны для микроорганизма из-за переноса в неподходящий участок тела или ослабления иммунитета у человека.
Концентрация патогена, необходимая для уничтожения 50% инфицированной группы подопытных животных, составляет __________.
Показать ответ
Концентрация патогена, необходимая для уничтожения 50% инфицированной группы подопытных животных, составляет LD ₅₀ .
A (n) __________ инфекция — это небольшая область инфекции, из которой патоген может перейти в другую часть тела, чтобы вызвать вторую инфекцию.
Показать ответ
Очаговая инфекция — это небольшая область инфекции, из которой патоген может перейти в другую часть тела, чтобы вызвать вторую инфекцию.
Реснички, фимбрии и пили являются примерами структур, используемых микробами для __________.
Показать ответ
Реснички, фимбрии и пили — все это примеры структур, используемых микробами для адгезии .
Подумай об этом
Серьезную озабоченность вызывают заболевания, вызываемые бактериями, продуцирующими биопленку. Их не так легко лечить по сравнению с теми, которые связаны с свободно плавающими (или планктонными) бактериями. Объясните три причины, почему биопленкообразователи более патогенны.
Микробиолог идентифицировал новый грамотрицательный патоген, вызывающий заболевание печени у крыс. Она подозревает, что бактериальные фимбрии являются фактором вирулентности. Опишите, как молекулярные постулаты Коха могут быть использованы для проверки этой гипотезы.
Иглоукалывание — это форма альтернативной медицины, которая используется для облегчения боли. Объясните, как иглоукалывание может облегчить контакт с болезнетворными микроорганизмами.
Quanta Magazine
Эндрю Рид стал ученым, чтобы проводить больше времени на природе, но он никогда не предполагал, что это будет означать создание коммерческой птицефермы.Рид, эколог, который руководит Центром динамики инфекционных заболеваний при Университете штата Пенсильвания, и его научный сотрудник Крис Кэрнс блуждали по жаркому, влажному, остро пахнущему сараю, кишащему 30 тысячами молодых цыплят-бройлеров, в сельской местности Пенсильвании. Облаченные с ног до головы в белые комбинезоны, двое мужчин периодически останавливались и приседали, собирая пыль с земли руками в перчатках. Птицы взвизгнули и разлетелись прочь. Мужчины переложили пыль в маленькие пластиковые пробирки, которые они закрыли крышками и поместили в полиэтиленовые пакеты, чтобы вернуть их в лабораторию.«Забавно, куда ведет наука, — сказал Рид.
Рид и его коллеги изучают, как вирус герпеса, вызывающий болезнь Марека — очень заразное, парализующее и в конечном итоге смертельное заболевание, которое обходится птицеводству более чем в 2 миллиарда долларов в год — может развиваться в ответ на его вакцину. То есть его последняя вакцина. Болезнь Марека вызывает заболевание цыплят во всем мире уже более века; птицы улавливают его, вдыхая пыль, содержащую вирусные частицы, находящиеся в перьях других птиц.Первая вакцина была введена в 1970 году, когда болезнь уносила целые стада. Это сработало, но через десять лет вакцина таинственным образом начала давать сбой; вспышки болезни Марека начали проявляться в стадах привитых кур. Вторая вакцина была лицензирована в 1983 году в надежде решить эту проблему, но она тоже постепенно перестала работать. Сегодня птицеводство вводит третью вакцину. Она по-прежнему работает, но Рид и другие обеспокоены тем, что однажды она тоже может потерпеть неудачу, а вакцины четвертой линии не ждут.Хуже того, в последние десятилетия вирус стал более смертоносным.
Рид и другие, в том числе исследователи из Министерства сельского хозяйства США, утверждают, что вирус, вызывающий болезнь Марека, со временем изменился, и это помогло ему уклониться от прежних прививок. Большой вопрос в том, спровоцировали ли вакцины эти изменения напрямую, или же эволюция произошла случайно, по другим причинам, но Рид почти уверен, что вакцины сыграли свою роль. В статье 2015 года под номером PLOS Biology Рид и его коллеги вакцинировали 100 цыплят, оставив еще 100 невакцинированными.Затем они заразили всех птиц штаммами Марека, которые различались по своей вирулентности, а также по степени опасности и заразности. Команда обнаружила, что в течение своей жизни непривитые птицы выделяют гораздо больше наименее вирулентных штаммов в окружающую среду, тогда как вакцинированные птицы выделяют гораздо больше самых вирулентных штаммов. Полученные данные свидетельствуют о том, что вакцина Марека стимулирует распространение более опасных вирусов. Эта повышенная вирулентность может затем дать вирусам средства для преодоления иммунных реакций птиц, примированных вакциной, и заражения стада, вакцинированного вакциной.
Большинство людей слышали об устойчивости к антибиотикам. Устойчивость к вакцинам, не так уж и много. Это потому, что лекарственная устойчивость — огромная глобальная проблема, от которой ежегодно умирает около 25 000 человек в Соединенных Штатах и в Европе, и более чем в два раза больше в Индии. С другой стороны, микробы, устойчивые к вакцинам, не представляют серьезной угрозы. Возможно, они никогда не будут: программы вакцинации по всему миру были и продолжают быть чрезвычайно успешными в предотвращении инфекций и спасении жизней.
Недавние исследования показывают, однако, что некоторые популяции патогенов адаптируются способами, которые помогают им выжить в вакцинированном мире, и что эти изменения происходят по-разному.Подобно тому, как популяция млекопитающих резко выросла после вымирания динозавров, потому что для них открылась большая ниша, некоторые микробы захватили место, чтобы занять место конкурентов, уничтоженных вакцинами.
Иммунизация также делает более распространенными некогда редкие или несуществующие генетические варианты патогенов, предположительно потому, что антитела, примированные вакциной, не могут так легко распознавать и атаковать оборотней, которые внешне отличаются от вакцинных штаммов. И вакцины, разрабатываемые против некоторых из наиболее опасных в мире патогенов — малярии, ВИЧ, сибирской язвы — основаны на стратегиях, которые, согласно эволюционным моделям и лабораторным экспериментам, могут способствовать тому, что патогены станут еще более опасными.
Биологи-эволюционисты не удивлены, что это происходит. Вакцина — это новое давление отбора, оказываемое на патоген, и если вакцина не уничтожит полностью свою цель, то оставшиеся наиболее пригодные патогены — те, которые каким-то образом способны выжить в иммунизированном мире — станут более распространенными. «Если эти патогены не развиваются в ответ на вакцины, — сказал Пол Эвальд, биолог-эволюционист из Университета Луисвилля, — тогда мы действительно не понимаем естественный отбор.”
Тем не менее, не принимайте эти результаты за доказательство того, что вакцины опасны или обречены на провал, потому что нежелательные результаты также можно предотвратить, используя наши знания о естественном отборе. Эволюция может быть неизбежной, но ее можно уговорить в правильном направлении.
Быстросменные художники
Наука о вакцинах чрезвычайно сложна, но лежащий в ее основе механизм прост. Вакцина подвергает ваше тело действию либо живых, но ослабленных или убитых патогенов, либо даже их части.Это воздействие побуждает вашу иммунную систему создавать армии иммунных клеток, некоторые из которых выделяют белки-антитела для распознавания и борьбы с патогенами, если они когда-либо вторгнутся снова.
Тем не менее, многие вакцины не обеспечивают пожизненный иммунитет по разным причинам. Каждый год разрабатывается новая вакцина против гриппа, поскольку вирусы гриппа быстро мутируют естественным путем. Индуцированный вакциной иммунитет также может со временем ослабевать. Например, после прививки от брюшного тифа у человека уровень защитных антител снижается в течение нескольких лет, поэтому органы здравоохранения рекомендуют регулярные ревакцинации для тех, кто живет или посещает регионы, где брюшной тиф является эндемическим.Исследования показывают, что аналогичное снижение защиты со временем происходит и с вакциной против эпидемического паротита.
Неудачи вакцины, вызванные эволюцией, вызванной вакциной, различны. Такое снижение эффективности вакцины вызвано изменениями в популяциях патогенов, которые непосредственно вызывают сами вакцины. Ученые недавно начали изучать это явление отчасти потому, что они наконец-то могут это сделать: достижения в области генетического секвенирования позволили легче увидеть, как микробы меняются с течением времени. И многие из таких открытий подтвердили, насколько быстро патогены мутируют и развиваются в ответ на сигналы окружающей среды.
Вирусы и бактерии быстро меняются отчасти потому, что они безумно размножаются. Через три дня после того, как птицу укусил комар, переносящий вирус Западного Нила, один миллилитр его крови содержит 100 миллиардов вирусных частиц, что примерно равно количеству звезд в Млечном Пути. И с каждой репликацией появляется возможность генетических изменений. Когда РНК-вирус реплицируется, процесс копирования генерирует одну новую ошибку или мутацию на 10 000 нуклеотидов, что в 100 000 раз больше, чем в ДНК человека.Вирусы и бактерии также рекомбинируют или делятся генетическим материалом с аналогичными штаммами, что дает им еще один способ быстро изменить свои геномы. Подобно тому, как все люди — за исключением однояйцевых близнецов — имеют отличительные геномы, популяции патогенов, как правило, состоят из бесчисленных генетических вариантов, некоторые из которых лучше других чувствуют себя во время битв с обученными вакцинами антителами. Победители засевают популяцию болезнетворных микроорганизмов будущего.
Бактерии, вызывающие коклюш, более известный как коклюш, иллюстрируют, как это может происходить.В 1992 г. рекомендации Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) начали продвигать новую вакцину для предотвращения инфекции, вызываемой бактериями под названием Bordetella pertussis . Старая вакцина была сделана с использованием целых убитых бактерий, которые вызывали эффективный иммунный ответ, но также вызывали редкие побочные эффекты, такие как судороги. Новая версия, известная как «бесклеточная» вакцина, содержала от двух до пяти белков внешней мембраны, изолированных от патогена.
Нежелательные побочные эффекты исчезли, но были заменены новыми, неожиданными проблемами.Во-первых, по неясным причинам защита, обеспечиваемая бесклеточной вакциной, со временем ослабла. По всему миру начали вспыхивать эпидемии. В 2001 году ученые из Нидерландов предложили дополнительную причину возрождения: возможно, вакцинация стимулировала эволюцию, заставляя штаммы бактерий, у которых отсутствовали целевые белки или были их разные версии, преимущественно выживать.
Исследования подтвердили эту идею. В статье 2014 года, опубликованной в журнале Emerging Infectious Diseases , исследователи из Австралии во главе с медицинским микробиологом Рутингом Ланом из Университета Нового Южного Уэльса собрали и секвенировали B.pertussis образца от 320 пациентов в период с 2008 по 2012 год. Процент бактерий, не экспрессирующих пертактин, белок, нацеленный на бесклеточную вакцину, подскочил с 5 процентов в 2008 году до 78 процентов в 2012 году, что позволяет предположить, что давление отбора со стороны вакцины было недостаточным. обеспечение более широкого распространения штаммов, не содержащих пертактин. Согласно докладу CDC от 2017 года, в США почти все циркулирующие вирусы не имеют пертактина. «Я думаю, что почти все согласны с тем, что вариации штамма коклюша формируются в результате вакцинации», — сказал Лан.
Гепатит B, вирус, вызывающий поражение печени, рассказывает похожую историю. Текущая вакцина, которая в основном нацелена на часть вируса, известную как поверхностный антиген гепатита B, была представлена в США в 1989 году. Год спустя в статье, опубликованной в журнале Lancet , исследователи описали странные результаты испытаний вакцины. в Италии. Они обнаружили циркулирующие вирусы гепатита В у 44 вакцинированных субъектов, но у некоторых из них у вируса отсутствовала часть этого целевого антигена.Затем, в серии исследований, проведенных на Тайване, исследователи секвенировали вирусы, инфицировавшие детей с положительным результатом на гепатит B. Они сообщили, что распространенность этих вирусных «беглых мутантов», как они их называли, с отсутствием поверхностного антигена, увеличивалась. увеличилась с 7,8 процента в 1984 году до 23,1 процента в 1999 году.
Однако некоторые исследования показывают, что эти мутантные штаммы нестабильны и не представляют особого риска. Действительно, с каждым годом во всем мире все меньше и меньше людей заражаются гепатитом В.Как резюмировали врачи Медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке в статье 2016 года, «клиническое значение мутаций ускользания поверхностного антигена гепатита В остается спорным».
Пустая ниша
Ученым обычно приходится разрабатывать собственные эксперименты. Но примерно в 2000 году Билла Хэнеджу дошло до того, что общество разрабатывает его для него. Hanage, который только что защитил докторскую диссертацию. в патологии всегда увлекался бактериями и эволюционной биологией.И с бактериями в Америке должно было произойти что-то важное с эволюционной точки зрения.
Вскоре всем детям США была рекомендована новая вакцина Prevnar 7 для предотвращения инфекций, вызываемых Streptococcus pneumoniae, бактериями, вызывающими многие случаи пневмонии, ушных инфекций, менингита и других заболеваний среди детей пожилого и раннего возраста. На сегодняшний день ученые обнаружили более 90 различных серотипов S. pneumoniae — групп, которые имеют общие иммунологические особенности на их клеточной поверхности — и Prevnar 7 нацелился на семь серотипов, которые вызвали основной удар серьезных инфекций.Но Хэнэдж вместе с исследователями задавался вопросом, что же случится с более чем 80 другими. «При моем почти полном отсутствии формального образования в области эволюционной биологии меня поразило, что это был экстраординарный эволюционный эксперимент», — сказал он.
.