第5章 细菌感染与致病机理

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第五章细菌的感染与致病机理 一、相关概念二、构成微生物毒力的因素三、毒力的测定四、传染五、病原微生物在宿主体内的存在与散布 一、概念病原微生物：能使人和动物致病的微生物。条件性病原微生物：正常情况下不致病，在某些条件改变的特殊情况下可以致病。中毒性微生物：由于食入病原微生物或毒素而使动物发病。非病原微生物：不能使人和动物致病的微生物。 病原性是指一定种类的病原微生物，在一定条件下，能在宿主体内引起传染过程的能力。一种病原微生物有不同的菌株，它们的致病能力大小是有差异的，这种菌株或毒株的致病力称为毒力．毒力是各个菌株或毒株的群体特征。 二、构成病原微生物毒力的因素一株强毒的病原微生物,它能突破寄主的防卫屏障，深入机体组织内部生长繁殖，并产生有毒的物质毒害机体，构成传染。病原微生物毒力是由侵袭力和毒素两方面构成的。 定殖侵袭力毒力干扰或逃避宿主防御机制外毒素毒素内毒素 （一）侵袭力：病原菌突破机体的防御屏障，在机体内生长，繁殖，蔓延扩散的能力。1．定殖。细菌感染的第一步就是要粘附到组织上，凡是有粘附作用的细菌结构成份叫粘附素。是菌体表面的一些大分子结构成份，主要是G-的菌毛，其次是非菌毛粘附素如外膜蛋白（OMP）及G+的磷壁酸（LTA）。 2．干扰或逃避宿主的防御机制（1）抗吞噬作用①不与吞噬细胞接触。如链球菌溶血素通过外毒素破坏细胞骨架以抗吞噬细胞吞噬。②抑制吞噬细胞的摄取。如荚膜，链球菌M蛋白。③在吞噬细胞内生存。沙门氏菌某些成份可抑制溶酶体与吞噬小体的融合；李氏杆菌被吞噬后，很快从吞噬小体中逸出，直接进入细胞质，金黄色葡萄球菌产生过氧化氢酶，中和吞噬细胞中的氧自由基。④杀死或损伤吞噬细胞。细菌通过外毒素或蛋白酶来破坏吞噬细胞的细胞膜，或诱导细胞凋亡，或直接杀死吞噬细胞。 （2）抗体液免疫机制①抗原伪装或抗原变异。主要通过细菌表面结合机体组织成份，如金色葡萄球菌通过细胞结合性凝固酶结合血纤维蛋白或通过SPA结合免疫球蛋白。②分泌蛋白酶降解免疫球蛋白。嗜血杆菌可分泌IgA降解酶，破坏黏膜的IgA。③通过外膜蛋白（OMP）、脂多糖（LPS)、荚膜及S层等作用，逃避补体，抑制抗体产生。 （3）内化作用某些细菌能进入吞噬细胞或非吞噬细胞内部，从而进入深层组织或进入血循环，继而扩散至全身。宿主C为细菌提供了一个增殖的小环境和庇护所，使细菌逃避免疫系统的杀灭。如结核杆菌、李氏杆菌、衣原体等严格细胞内寄生菌及大肠杆菌、沙门氏菌、耶尔森氏菌等胞外寄生菌的感染都离不开内化作用，这些细菌一旦丧失进入细胞的能力，毒力则显著下降。 （4）在体内增殖细菌在体内增殖是感染的核心问题，增殖越快越易在体内生存。（5）在体内的扩散细菌分泌多种酶作用于组织和细胞，造成它们损伤，增加其通透性，有利于细菌在体内的扩散。这些酶包括： ①透明质酸酶：也叫扩散因子，透明质酸是动物组织细胞具有胶合作用的多糖物质，细菌产生该酶水解透明质酸，使细胞间隙扩大，通透性升高，有利于细菌的扩散。②纤维蛋白溶酶（也叫链激酶）：溶解血液中的纤维蛋白，使血凝块溶解有利于扩散。③凝固酶：可速血浆凝固，从而保护细菌免于被吞噬细胞吞噬。 ④胶原酶，魏氏梭菌产生，分解肌肉和网状结缔组织中的胶原，有利扩散。⑤卵磷脂酶：魏氏梭菌产生，分解C膜上的卵磷脂，从而使细胞膜溶解。⑥DNA酶：可水解细胞破裂时释放的粘稠DNA，从而使脓汁变稀，有利于细菌扩散。 （二）毒素1．外毒素：主要是由G+和少数G-在代谢过程中所产生的，分泌到周围环境的一种毒性物质，它是一种蛋白质，不耐热，具有良好的抗原性，能引起机体特征性的病理反应，它在低浓度甲醛作用下变为类毒素。例如：肉毒梭菌→肉毒毒素，作用于眼N和咽N→引起眼肌和咽肌麻痹；破伤风梭菌→破伤风毒素，选择性作用于脊髓前角运动神经细胞引起肌肉的强直痉挛。 2．内毒素：存在于细菌的细胞内，是大多数G-菌细胞壁的结构成分，只有细菌崩解时释放出来，它是脂多糖特别是其中的类脂A，耐热，抗原性差，它所引起的病理反应无特征性，低浓度的甲醛不能使之变为类毒素。 重要的外毒素有：A．破伤风痉挛毒素：破伤风杆菌芽胞感染伤口，在厌氧环境中生长繁殖并产生毒素。破伤风痉挛毒素属于神经毒素，可沿感染部位的末梢神经向中枢神经扩散，也可通过血液扩散，对脑干神经和脊髓前角细胞有高度亲合力，可阻断神经元之间抑制性介质的释放，使互相拮抗的肌群伸肌和屈肌同时收缩，造成骨骼肌强直性痉挛。患者常死于呼吸肌痉挛引起的窒息。 B．肉毒毒素：由肉毒杆菌产生，是目前所知最剧烈的毒物。1g毒素可杀死100亿只小鼠。肉毒杆菌芽胞污染食物，如腊肠、香肠、蜂蜜等，在厌氧环境中产生强烈的神经毒素,食入后可引起食物中毒。毒素能抑制胆碱能神经末梢突触囊泡释放兴奋性介质乙酰胆碱，肌肉松弛性麻痹。患者食入毒素后12～26小时出现中毒症状，数日后死于呼吸衰竭。 C．白喉毒素：由白喉杆菌产生。白喉杆菌在鼻咽部粘膜、皮肤的表面繁殖，不侵入深部组织和血液，但毒素可从局部吸收入血，引起严重的毒血症中毒症状，尤其是心脏和末梢神经的损伤。白喉毒素属于细胞毒素，分A、B两个片段。B片段为结合片段，可与细胞表面受体结合。A片段是毒素的毒性部位，可抑制细胞的蛋白质合成，使易感细胞坏死，造成咽喉部假膜的形成、心肌炎、神经炎等。 D．红疹毒素：由乙型溶血性链球菌产生,也属于细胞毒素，可损伤皮肤毛细血管内皮细胞，引起全身红斑性皮疹，叫猩红热。 E．肠毒素：专门作用于肠粘膜细胞的一类毒素。可产生肠毒素的细菌很多，典型的肠毒素如霍乱弧菌肠毒素由A、B两个片段组成。B片段是结合片段，与肠粘膜上皮细胞膜上的神经节苷酯（GM）结合。A片段是毒性片段，进入细胞后，激活细胞内的腺苷酸环化酶，使肠粘膜上皮细胞分泌功能亢进，水份和电解质大量从细胞内渗出，从而造成剧烈的水样腹泻。 肠毒素与神经毒素和细胞毒素不同，一般在肠道局部产生，仅在肠道局部起作用，不入血，不引起毒血症。可产生肠毒素的其他细菌还有：肠产毒性大肠杆菌、产气荚膜杆菌、鼠伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌等。 内毒素与外毒素的比较种类内毒素外毒素来源革兰阴性菌革兰阳性菌部及分革兰阴性菌存在部位细胞壁成分、细菌裂解后释出活菌分泌或细菌溶解后散出化学成分脂多糖蛋白质稳定性好、160℃2-4小时破坏差、60-80℃30分钟破坏毒性作用较弱、各种内毒素作用大致相同，起休克，发热，等强、对机体组织器官有选择性，引起特殊临床表现抗原性弱，能刺激机体形成抗体，但无中和作用，甲醛处理后不能形成类毒素强，能刺激机体形成抗毒素，经甲醛脱毒后能形成类毒素 3.毒素化学性质：外毒素是一种蛋白质，具有蛋白质的通性，可为蛋白酶所分解，不耐热，60～80℃经10～30min破坏，可溶于水，但不溶于酒精。4.毒素的毒力：外毒素毒力强，少量外毒素可引起动物死亡。对易感动物表现为高度特异性，常对一定组织细胞显示出毒性作用，引起特定症状。 三.毒力的测定微生物的同菌株或者毒株是有差异的，在各种试验研究中，或在药物治疗中，都须对微生物的毒力进行测定。（一）最小致死量（MLD）能使特定的试验动物于感染后，在一定时限内发生死亡的最小微生物量和毒素量。（二）半数致死量（LD50）在一定时限内能使半数动物于感染后发生死亡所用之活微生物量或毒素量。 病原微生物致病力实验最小致死量（MLD）半数致死量（LD50）（多用实验动物进行） 四、传染（一）传染的概念传染是动物机体对于病原微生物侵入所表现不同程度的感受性。当机体出现明显症状时,称传染病或显性传染;无症状的传染叫隐性传染或称带菌者. （二)传染的发生1、病原微生物病原微生物必须具有强大的毒力，才能突破机体中各种防卫屏障，侵入机体中生长繁殖，深入扩散，引起传染。另外侵入机体内的病原微生物还要达到一定数量才能致病。传染病原微生物易感动物侵入门户外界条件 2、易感动物同种病原微生物对于不同动物的易感性亦不同，如炭疽杆菌对草食动物易感，而对肉食动物，禽类则不易感。这种生物种属的易感性，是长期演化而形成的。易感动物中，由于品种、年龄、性别、营养状态不同，对病原微生物的抵抗力是有差异的。3、侵入门户病原微生物要有适当的侵入门户，即传染途径。各种病原微生物有其特定侵入途径，并达到一定部位才能生长、繁殖，引起传染，否则病原微生物即使有一定的毒力和足够的数量也不致引起传染的发生。 4、外界环境条件外界环境条件对于传染的发生是不可忽视的条件。外界环境条件，包括自然环境条件（气候、温度、湿度、地理环境），社会因素条件（饲养管理、使役、兽医卫生制度等）。 （三）传染的表现形式1．显性传染：侵入的病原菌毒力较强，数量较多，而机体的抵抗力较低时，侵入的病原菌生长繁殖，对机体产生损伤，出现明显的临床症状，叫显性传染，也叫传染病。 2．隐性传染：侵入的病原菌毒力较弱，数量不多，而机体的抵抗力较强时，侵入的病原菌只进行有限生长繁殖，对机体产生损害轻，不出现或仅出现轻微临床症状。3．带菌现象：隐性传染或显性传染痊愈后，病原菌在机体内继续存在并不断排出体外的现象。 （四）、病原微生物在宿主体内的分布与排出1、病原微生物在动物机体内的扩散局部传染：病原微生物在局部生长繁殖引起的传染，如局部脓肿。全身传染：病原微生物进入血液、淋巴液，引起而扩散到全身的传染，如菌血症、病毒血症、败血症、脓毒血症、毒血症。 毒血症：病原菌只在局部生长繁殖，不进入血液，但其有毒代谢产物进入血流引起全身症状。菌血症：病原菌进入血液，但不在其中生长繁殖，菌血症期间，动物出现体温反应。败血症：病原菌进入血液，并在血液和组织器官中生长繁殖，引起全身症状。脓毒血症：化脓性病原菌进入血液，并在其中生长繁殖，引起组织化脓性病灶。 （五）病原微生物的排除途径病原微生物在动物机体中生长繁殖，造成动物发生疾病，同时还可以不断通过宿主排放到体外，污染周围环境，造成传染病的扩散。消化道的排泄物呼吸道的分泌物泌尿生殖道排泄物病灶破溃物被上述排泄物,分泌物污染的用具和环境 复习重点1.致病性与毒力的概念。2.MLD、LD50的概念。3.构成毒力的因素有哪些？4.外毒素与内毒素的区别。