Звертає на себе увагу надмірність механізмів адгезії і колонізації у бактерій.
Інвазія. Багато патогенні мікроорганізми здатні проникати в клітини господаря і активно в них розмножуватися. Для проникнення в клітини бактерії використовують адгезивні молекули, звані інвазіни. Найбільш поширений механізм адгезії включає активацію сигналів в клітці господаря, які роблять можливим інвазію бактерій за допомогою запуску нормальних клітинних реакцій. Проникнення ж бактерій в клітку забезпечується елементами її цитоскелета.
Розглянемо більш вивчені механізми інвазії. У табл. 1 зіставлені механізми інвазії деяких патогенних бактерій.
Порівняння механізмів інвазії патогенних бактерій
Pseudomonasaeruginosa. Збудник синьогнійної інфекції продукує кілька позаклітинних білків, що сприяють його інвазії і дисемінації (рис. 8).
Більшість фагоцитованих бактерій все ж гине в макрофагах і поліморфноядерних лейкоцитах. Однак деякі застосовують вдалі стратегії власного виживання. Наприклад, S. flexneri і L. monocytogenes розчиняють мембрану утворилася навколо них вакуолі і таким чином отримують доступ до багатої живильними речовинами цитоплазмі. Coxiella burnetii виживає і навіть «процвітає» серед бактерицидних агентів, що доставляються кліткою господаря в фаголізосоми. Основною вимогою Демона Дарвіна до патогену є здатність того пристосуватися до температури, осмолярності, концентрації кисню і рівню поживних речовин всередині тканин господаря. Це дозволить йому досягти такої швидкості розмноження, яка найбільшою мірою сприяє використанню ресурсів господаря при даній стратегії паразитизму, а, отже, веде до подальшого розвитку хвороби.
Екранування клітинної стінки бактерій. Механізми екранування структур бактерій (пептидогликан, поверхневі білки клітинної стінки та ін.), Впізнаваних імунною системою господаря, можуть мати як специфічний, так і неспецифічний характер. З неспецифічних «екранів», найбільш вивчені капсули і капсулоподібні освіти.
Подібну функцію - екранування петідоглікана і перешкоджання опсонізірующая дії системи комплементу, виконує у стафілококів - білок А, у стрептококів - білок М [Езепчук Ю.В. 1985].
До специфічного механізму екранування клітинної стінки бактерій, мабуть, можна віднести їх антигенну варіабельність.
Інший варьирующей структурою сімейства є їх поверхневі білки Ора. Експресія гена кожного такого білка незалежна від інших і реалізується через «двопозиційний перемикач». Кожен ора-ген в регіоні, що кодує гідрофобну сигнальну послідовність, має серію повторів послідовності СТСТТ. Кількість СТСТТ визначено рамкою трансляції гена і, в підсумку, один з двох повних білків Ора експресується. Рекомбінація між СТСТТ-послідовностями змінює кількість СТСТТ-повторів і антигенну специфічність білка Ора [Stern A. Meyer T.F. 1987].
Продукція бактеріями секретується факторів, инактивирующих захист господаря. Мікробна клітина має засоби дистанційної дії, які представляють численну групу секретується бактеріальних субстанцій, спрямованих на інактивацію механізмів імунного захисту.
Антигенна мімікрія. Під антигенної мімікрією розуміється наявність подібних структур у господаря і паразита, представлених молекулами різного генетичного набору (рис. 12). Подібність між протеїнами, закодованими у мікроорганізмів, і власними протеїнами господаря - зустрічається досить широко. Дане явище залишає виразні генетичні сліди в людських популяціях після глобальних епідемічних катастроф.
Характеристика окремих «островів патогенності»
Примітка: а - ген tRNA; b - порівняно
Бактерії є потужними подразниками імунної системи, тому вони можуть використовувати тільки першу стратегію паразитизму і в імунокомпетентні господаря лише короткочасно імітувати другу стратегію (L-форми). Бактерії мають надлишковими і альтернативними механізмами адгезії і колонізації, що дозволяє їм проявляти більшу гнучкість у виборі нових господарів. Адгезія бактерій не є простим механічним взаємодією їх ліганд-структур з рецепторами на поверхні клітин-мішеней господаря, мають інше призначення. Взаємодія патогена з кліткою господаря призводить до активації сигнальних систем клітин-мішеней безпосередньо якимось бактеріальним компонентом, або через стимуляцію активаційних факторів господаря. Для протидії імунній системі бактерії використовують як механізми ухилення (екранування клітинної стінки бактерій, антигенная мімікрія, образованіеL-форм бактерій і ін.), Так і руйнування (продукування секретується факторів, инактивирующих захист господаря; продукування «суперантігенов» і ін.). Гени, що кодують фактори патогенності бактерій і системи їх секреції, всупереч поширеній ще недавно думку про їх переважно плазмидной локалізації, в більшості своїй кластірованни на ділянках хромосомної ДНК, які називаються «островами патогенності». Ці ділянки активно беруть участь в генетичному обміні між бактеріями по поки ще невідомому механізму. Патогенність «нових» для людини бактерій може пояснюватися тим, що вони вже були преадаптіровани до такої зустрічі в займаних ними раніше екологічних нішах.