Материал: Грамположительные аэробные Кокки

51

Рисунок 75 – Схематическое изображение (а), окраска по Граму (б) и электронная фотография пневмококка (в).

Геном пневмококка представляет собой кольцевую хромосому. В природе пневмококк подвержен генетической изменчивости путем трансформации, поэтому

вего геноме обнаруживаются чужеродные гены. Именно на примере пневмококков

в1928 году британским ученым Ф. Гриффитом и был описан феномен генетической трансформации.

Культуральные и биохимические свойства пневмококков. Пневмококки являются факультативными анаэробами. Их рост усиливается в атмосфере 5-10% углекислого газа. На агаре пневмококки формируют мелкие выпуклые колонии влажной консистенции. При инкубировании более 48 часов центральная часть колоний опускается, образуя характерную блюдцеобразную форму (рисунок 76).

Рисунок 76 – Блюдцеобразная форма колоний пневмококков.

Оптимальная температура роста для пневмококков 37°С. Они требовательны к питательным средам, для их выращивания используют сывороточный или кровяной агар с добавлением глюкозы. На средах с кровью пневмококки вызывают α-гемолиз - формируют мелкие колонии, окруженные зоной зеленого цвета за счет неполного гемолиза и образования метгемоглобина (рисунок 77).

52

Рисунок 77 – Характер роста пневмококков на кровяном агаре.

В жидких средах пневмококки вызывают диффузное помутнение и небольшой хлопьевидный осадок. Они ферментируют некоторые углеводы (левулезу, маннозу, глюкозу, галактозу, лактозу, мальтозу, сахарозу). Пневмококк является каталазоотрицательным и оксидазоотрицательным микроорганизмом.

Важным отличительным признаком пневмококков является ферментация инулина, позволяющая отличить его от зеленящего стрептококка, не обладающего способностью разлагать инулин. Пневмококк свертывает молоко, желатин не разжижает.

Антигенная структура пневмококка сложная. В теле клетки локализуется антиген белковой природы, обладающий типовой специфичностью. В клеточной стенке имеется несколько антигенов. Капсульные полисахаридные К-антигены

состоят из повторяющихся сочетаний моносахаридов (D-глюкозы, D-галактозы и L- рамнозы). В зависимости от химического строения капсулы выделяют более 90 серотипов пневмококков. В настоящее время используются 2 номенклатурные схемы: американская и датская. В соответствии с американской схемой серотипы пневмококков имеют нумерацию в порядке их описания, без учета перекрестного реагирования. Согласно датской (международной) схеме, серотипы пневмококков объединены в 47 групп с учетом антигенного родства. Серогруппы обозначают арабскими цифрами, а серотипы – заглавными латинскими буквами. Чаще всего заболевание вызывают около 20 серотипов пневмококков, на основе которых конструируют пневмококковые вакцины. В России наиболее часто колонизируют носоглотку штаммы пневмококков серотипов 19F, 6В, 14.

Другой антиген клеточной стенки представляет собой тейхоевую кислоту. М-белок пневмококков также представляет собой антиген клеточной стенки и аналогичен М-белку других видов стрептококков.

Факторы патогенности пневмококков. Среди факторов патогенности пневмококков выделяют структурные компоненты клетки, выполняющие в основном функцию адгезии, и секретируемые субстанции (ферменты агрессии и токсины). Основные факторы патогенности пневмококков представлены в таблице 5 и на рисунке 78.

Таблица 5 – Факторы патогенности пневмококков

1. Структурные компоненты клетки

На поверхности пневмококков обнаружено 69 белков, которые могут участвовать в колонизации. Прикрепление пневмококков к клеткам организма осуществляется с помощью поверхностных адгезинов. К ним относятся пневмококковые поверхностные адгезины А и С, а также холинсвязывающие белки. Со стороны эпителиальных клеток в формировании контакта участвуют сиаловая кислота, вибронектин и другие компоненты.

Капсула является основным фактором патогенности пневмококков. Бескапсульные варианты пневмококков авирулентны. Капсула обладает антифагоцитарной активностью.

Белки системы MSCRAMM являются поверхностными микробными компонентами, распознающими адгезивные матриксные молекулы. К ним относятся концевой пилиновый белок RrgA, холин-связывающие белки, фибронектинсвязывающий белок.

Концевой пилиновый белок RrgA представляет собой плазминогенсвязывающий белок.

Холин-связывающие белки (пневмококковые поверхностные белки

PspA и PspС) участвуют в адгезии микробной клетки. Белок PspA предотвращает фиксацию комплемента на бактериальной клетке и тем самым спасает микроб от

54

опсонизации и последующего фагоцитоза. Кроме того этот белок связывает лактоферрин, имеющийся на слизистой оболочке респираторного тракта. Эти белки способствуют также транслокации пневмококков через респираторный эпителий и гемато-энцефалический барьер.

Капсула

PspC

Нейраминидаза

Рисунок 78 – Основные факторы патогенности пневмококка.

Тейхоевая кислоты клеточной стенки содержат фосфорилхолин, с помощью которого она специфически взаимодействуют с С-полисахаридом и поверхностными холинсвязывающими белками. Тейхоевая и липотейхоевая кислоты выполняют роль адгезинов.

Фибронектин-связывающий белок (Fbp) выполняет функцию адгезии и распространения микробных клеток в тканях.

Пили. У пневмококка описано 2 типа пилей – Pl-1 и Pl-2. Синтез пилей кодируется генами, входящими в состав двух островков патогенности. Пили выполняют функцию адгезии пневмококка к эпителию дыхательных путей.

М-белок обеспечивает адгезию и устойчивость к фагоцитозу.

Протеаза разрушает секреторный иммуноглобулин А, что снижает защитную функцию слизистой оболочки дыхательных путей.

Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту соединительной ткани, способствуя распространению пневмококков в организме.

Нейраминидаза (сиалидаза) отщепляет сиаловую кислоту от гликопротеинов, липопротеинов и олигосахаридов, входящих в состав тканей организма, и тем самым оголяет клеточные рецепторы для пневмококковых адгезинов.

Пневмолизины – мембраноповреждающие токсины, разрушают реснички мерцательного эпителия, подавляют фагоцитоз. Протомеры пневмолизина адсорбируются холестерином билипидного слоя мембран эритроцитов, затем после ряда конформационных изменений протомеры преобразуются в гептамеры, проникают через мембрану и формируют пору, через которую происходит выход из клетки и проникновение в клетку небольших молекул и ионов, обусловливающих

55

осмотический лизис эритроцитов. Пневмолизин способен поражать клетки бронхиального эпителия, альвеолярного эпителия и эндотелий легочных артерий, то есть те клетки, которые участвуют в создании легочно-капиллярного барьера. Кроме этого, пневмолизин стимулирует высвобождение фактора некроза опухоли и интерлейкинов макрофагами, что усиливает воспалительную реакцию.

Лейкоцидин разрушает нейтрофилы, моноциты, макрофаги.

Патогенез пневмококковой инфекции. Механизм проникновения пневмококка в организм – аэрогенный. На слизистой оболочке верхних дыхательных путей возбудитель размножается, с помощью ферментов агрессии разжижает слизь, достигает эпителия и прикрепляется к клеткам и элементам соединительной ткани с помощью адгезинов (пилей, многочисленных поверхностных молекул системы MSCRAMM). В результате этого происходит колонизация слизистой оболочки. В процессе колонизации формируется биопленка, состоящая вначале из бескапсульных высоко адгезивных клеток, а затем из капсульных более инвазивных клеток. Заключенные в биопленку клетки пневмококков устойчивы к действию антибиотиков. Колонизация пневмококками слизистых оболочек верхних дыхательных путей и образование биопленки протекает бессимптомно (здоровое носительство). Распространение патогена в нижние отделы респираторного тракта проявляется клиническими симптомами заболевания. В кровоток из инфицированных тканей пневмококк проникает путем эндоцитоза эндотелиальными клетками и разрыва межклеточных связей с помощью ферментов агрессии. На всех этапах соприкосновения с внутренней средой организма пневмококк защищает себя с помощью капсулы, пневмолизина и поверхностных белков.

Резистентность пневмококков. Вне организма пневмококки мало устойчивы. Они могут сохраняться во внешней среде не более 3-4 недель. Быстро погибают при воздействии высокой температуры, например, при 85ОС погибают через 30 минут. Чувствительны к обычно используемым дезинфицирующим веществам: от действия 1% раствора формалина, 2% раствора едкого натра гибель пневмококков наступает в течение 1-2 минут.

Экология. Пневмококк колонизирует верхние отделы дыхательных путей человека. У людей он является одним из возбудителей менингита, среднего отита, синусита, внебольничной пневмонии. Реже пневмококк вызывает эндокардиты, септический артрит, флегмоны и другие инфекции. Пневмококковая инфекция поражает как взрослых, так и детей и часто является осложнением других инфекций, в частности, вирусных. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире от инфекций, обусловленных пневмококком, умирает более 1,8 млн. человек, из них более половины – дети в возрасте до 5 лет.

Эпидемиология пневмококковой инфекции. Возможно экзогенное и эндогенное инфицирование человека пневмококком. Источник пневмококковой экзогенной инфекции – больной человек или бактерионоситель. Механизм передачи – аэрогенный. Инфекция передается воздушно-капельным путем. Эндогенное инфицирование наблюдается в случаях колонизации пневмококками слизистой оболочки верхних дыхательных путей (носительство вирулентных штаммов). Носительство обусловлено тропизмом пневмококков к слизистой дыхательных путей в результате наличия специфических адгезинов.