第5章 細(xì)菌感染與致病機(jī)理

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第五章細(xì)菌的感染與致病機(jī)理 一、相關(guān)概念二、構(gòu)成微生物毒力的因素三、毒力的測(cè)定四、傳染五、病原微生物在宿主體內(nèi)的存在與散布 一、概念病原微生物：能使人和動(dòng)物致病的微生物。條件性病原微生物：正常情況下不致病，在某些條件改變的特殊情況下可以致病。中毒性微生物：由于食入病原微生物或毒素而使動(dòng)物發(fā)病。非病原微生物：不能使人和動(dòng)物致病的微生物。 病原性是指一定種類的病原微生物，在一定條件下，能在宿主體內(nèi)引起傳染過(guò)程的能力。一種病原微生物有不同的菌株，它們的致病能力大小是有差異的，這種菌株或毒株的致病力稱為毒力．毒力是各個(gè)菌株或毒株的群體特征。 二、構(gòu)成病原微生物毒力的因素一株強(qiáng)毒的病原微生物,它能突破寄主的防衛(wèi)屏障，深入機(jī)體組織內(nèi)部生長(zhǎng)繁殖，并產(chǎn)生有毒的物質(zhì)毒害機(jī)體，構(gòu)成傳染。病原微生物毒力是由侵襲力和毒素兩方面構(gòu)成的。 定殖侵襲力毒力干擾或逃避宿主防御機(jī)制外毒素毒素內(nèi)毒素 （一）侵襲力：病原菌突破機(jī)體的防御屏障，在機(jī)體內(nèi)生長(zhǎng)，繁殖，蔓延擴(kuò)散的能力。1．定殖。細(xì)菌感染的第一步就是要粘附到組織上，凡是有粘附作用的細(xì)菌結(jié)構(gòu)成份叫粘附素。是菌體表面的一些大分子結(jié)構(gòu)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．干擾或逃避宿主的防御機(jī)制（1）抗吞噬作用①不與吞噬細(xì)胞接觸。如鏈球菌溶血素通過(guò)外毒素破壞細(xì)胞骨架以抗吞噬細(xì)胞吞噬。②抑制吞噬細(xì)胞的攝取。如莢膜，鏈球菌M蛋白。③在吞噬細(xì)胞內(nèi)生存。沙門(mén)氏菌某些成份可抑制溶酶體與吞噬小體的融合；李氏桿菌被吞噬后，很快從吞噬小體中逸出，直接進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，金黃色葡萄球菌產(chǎn)生過(guò)氧化氫酶，中和吞噬細(xì)胞中的氧自由基。④殺死或損傷吞噬細(xì)胞。細(xì)菌通過(guò)外毒素或蛋白酶來(lái)破壞吞噬細(xì)胞的細(xì)胞膜，或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，或直接殺死吞噬細(xì)胞。 （2）抗體液免疫機(jī)制①抗原偽裝或抗原變異。主要通過(guò)細(xì)菌表面結(jié)合機(jī)體組織成份，如金色葡萄球菌通過(guò)細(xì)胞結(jié)合性凝固酶結(jié)合血纖維蛋白或通過(guò)SPA結(jié)合免疫球蛋白。②分泌蛋白酶降解免疫球蛋白。嗜血桿菌可分泌IgA降解酶，破壞黏膜的IgA。③通過(guò)外膜蛋白（OMP）、脂多糖（LPS)、莢膜及S層等作用，逃避補(bǔ)體，抑制抗體產(chǎn)生。 （3）內(nèi)化作用某些細(xì)菌能進(jìn)入吞噬細(xì)胞或非吞噬細(xì)胞內(nèi)部，從而進(jìn)入深層組織或進(jìn)入血循環(huán)，繼而擴(kuò)散至全身。宿主C為細(xì)菌提供了一個(gè)增殖的小環(huán)境和庇護(hù)所，使細(xì)菌逃避免疫系統(tǒng)的殺滅。如結(jié)核桿菌、李氏桿菌、衣原體等嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生菌及大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、耶爾森氏菌等胞外寄生菌的感染都離不開(kāi)內(nèi)化作用，這些細(xì)菌一旦喪失進(jìn)入細(xì)胞的能力，毒力則顯著下降。 （4）在體內(nèi)增殖細(xì)菌在體內(nèi)增殖是感染的核心問(wèn)題，增殖越快越易在體內(nèi)生存。（5）在體內(nèi)的擴(kuò)散細(xì)菌分泌多種酶作用于組織和細(xì)胞，造成它們損傷，增加其通透性，有利于細(xì)菌在體內(nèi)的擴(kuò)散。這些酶包括： ①透明質(zhì)酸酶：也叫擴(kuò)散因子，透明質(zhì)酸是動(dòng)物組織細(xì)胞具有膠合作用的多糖物質(zhì)，細(xì)菌產(chǎn)生該酶水解透明質(zhì)酸，使細(xì)胞間隙擴(kuò)大，通透性升高，有利于細(xì)菌的擴(kuò)散。②纖維蛋白溶酶（也叫鏈激酶）：溶解血液中的纖維蛋白，使血凝塊溶解有利于擴(kuò)散。③凝固酶：可速血漿凝固，從而保護(hù)細(xì)菌免于被吞噬細(xì)胞吞噬。 ④膠原酶，魏氏梭菌產(chǎn)生，分解肌肉和網(wǎng)狀結(jié)締組織中的膠原，有利擴(kuò)散。⑤卵磷脂酶：魏氏梭菌產(chǎn)生，分解C膜上的卵磷脂，從而使細(xì)胞膜溶解。⑥D(zhuǎn)NA酶：可水解細(xì)胞破裂時(shí)釋放的粘稠DNA，從而使膿汁變稀，有利于細(xì)菌擴(kuò)散。 （二）毒素1．外毒素：主要是由G+和少數(shù)G-在代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的，分泌到周圍環(huán)境的一種毒性物質(zhì)，它是一種蛋白質(zhì)，不耐熱，具有良好的抗原性，能引起機(jī)體特征性的病理反應(yīng)，它在低濃度甲醛作用下變?yōu)轭惗舅?。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；破傷風(fēng)梭菌→破傷風(fēng)毒素，選擇性作用于脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞引起肌肉的強(qiáng)直痙攣。 2．內(nèi)毒素：存在于細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，是大多數(shù)G-菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)成分，只有細(xì)菌崩解時(shí)釋放出來(lái)，它是脂多糖特別是其中的類脂A，耐熱，抗原性差，它所引起的病理反應(yīng)無(wú)特征性，低濃度的甲醛不能使之變?yōu)轭惗舅亍?重要的外毒素有：A．破傷風(fēng)痙攣毒素：破傷風(fēng)桿菌芽胞感染傷口，在厭氧環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖并產(chǎn)生毒素。破傷風(fēng)痙攣毒素屬于神經(jīng)毒素，可沿感染部位的末梢神經(jīng)向中樞神經(jīng)擴(kuò)散，也可通過(guò)血液擴(kuò)散，對(duì)腦干神經(jīng)和脊髓前角細(xì)胞有高度親合力，可阻斷神經(jīng)元之間抑制性介質(zhì)的釋放，使互相拮抗的肌群伸肌和屈肌同時(shí)收縮，造成骨骼肌強(qiáng)直性痙攣?；颊叱Ｋ烙诤粑’d攣引起的窒息。 B．肉毒毒素：由肉毒桿菌產(chǎn)生，是目前所知最劇烈的毒物。1g毒素可殺死100億只小鼠。肉毒桿菌芽胞污染食物，如臘腸、香腸、蜂蜜等，在厭氧環(huán)境中產(chǎn)生強(qiáng)烈的神經(jīng)毒素,食入后可引起食物中毒。毒素能抑制膽堿能神經(jīng)末梢突觸囊泡釋放興奮性介質(zhì)乙酰膽堿，肌肉松弛性麻痹。患者食入毒素后12～26小時(shí)出現(xiàn)中毒癥狀，數(shù)日后死于呼吸衰竭。 C．白喉毒素：由白喉?xiàng)U菌產(chǎn)生。白喉?xiàng)U菌在鼻咽部粘膜、皮膚的表面繁殖，不侵入深部組織和血液，但毒素可從局部吸收入血，引起嚴(yán)重的毒血癥中毒癥狀，尤其是心臟和末梢神經(jīng)的損傷。白喉毒素屬于細(xì)胞毒素，分A、B兩個(gè)片段。B片段為結(jié)合片段，可與細(xì)胞表面受體結(jié)合。A片段是毒素的毒性部位，可抑制細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，使易感細(xì)胞壞死，造成咽喉部假膜的形成、心肌炎、神經(jīng)炎等。 D．紅疹毒素：由乙型溶血性鏈球菌產(chǎn)生,也屬于細(xì)胞毒素，可損傷皮膚毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，引起全身紅斑性皮疹，叫猩紅熱。 E．腸毒素：專門(mén)作用于腸粘膜細(xì)胞的一類毒素?？僧a(chǎn)生腸毒素的細(xì)菌很多，典型的腸毒素如霍亂弧菌腸毒素由A、B兩個(gè)片段組成。B片段是結(jié)合片段，與腸粘膜上皮細(xì)胞膜上的神經(jīng)節(jié)苷酯（GM）結(jié)合。A片段是毒性片段，進(jìn)入細(xì)胞后，激活細(xì)胞內(nèi)的腺苷酸環(huán)化酶，使腸粘膜上皮細(xì)胞分泌功能亢進(jìn)，水份和電解質(zhì)大量從細(xì)胞內(nèi)滲出，從而造成劇烈的水樣腹瀉。 腸毒素與神經(jīng)毒素和細(xì)胞毒素不同，一般在腸道局部產(chǎn)生，僅在腸道局部起作用，不入血，不引起毒血癥?？僧a(chǎn)生腸毒素的其他細(xì)菌還有：腸產(chǎn)毒性大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌、鼠傷寒桿菌、金黃色葡萄球菌等。 內(nèi)毒素與外毒素的比較種類內(nèi)毒素外毒素來(lái)源革蘭陰性菌革蘭陽(yáng)性菌部及分革蘭陰性菌存在部位細(xì)胞壁成分、細(xì)菌裂解后釋出活菌分泌或細(xì)菌溶解后散出化學(xué)成分脂多糖蛋白質(zhì)穩(wěn)定性好、160℃2-4小時(shí)破壞差、60-80℃30分鐘破壞毒性作用較弱、各種內(nèi)毒素作用大致相同，起休克，發(fā)熱，等強(qiáng)、對(duì)機(jī)體組織器官有選擇性，引起特殊臨床表現(xiàn)抗原性弱，能刺激機(jī)體形成抗體，但無(wú)中和作用，甲醛處理后不能形成類毒素強(qiáng)，能刺激機(jī)體形成抗毒素，經(jīng)甲醛脫毒后能形成類毒素 3.毒素化學(xué)性質(zhì)：外毒素是一種蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)的通性，可為蛋白酶所分解，不耐熱，60～80℃經(jīng)10～30min破壞，可溶于水，但不溶于酒精。4.毒素的毒力：外毒素毒力強(qiáng)，少量外毒素可引起動(dòng)物死亡。對(duì)易感動(dòng)物表現(xiàn)為高度特異性，常對(duì)一定組織細(xì)胞顯示出毒性作用，引起特定癥狀。 三.毒力的測(cè)定微生物的同菌株或者毒株是有差異的，在各種試驗(yàn)研究中，或在藥物治療中，都須對(duì)微生物的毒力進(jìn)行測(cè)定。（一）最小致死量（MLD）能使特定的試驗(yàn)動(dòng)物于感染后，在一定時(shí)限內(nèi)發(fā)生死亡的最小微生物量和毒素量。（二）半數(shù)致死量（LD50）在一定時(shí)限內(nèi)能使半數(shù)動(dòng)物于感染后發(fā)生死亡所用之活微生物量或毒素量。 病原微生物致病力實(shí)驗(yàn)最小致死量（MLD）半數(shù)致死量（LD50）（多用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行） 四、傳染（一）傳染的概念傳染是動(dòng)物機(jī)體對(duì)于病原微生物侵入所表現(xiàn)不同程度的感受性。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)明顯癥狀時(shí),稱傳染病或顯性傳染;無(wú)癥狀的傳染叫隱性傳染或稱帶菌者. （二)傳染的發(fā)生1、病原微生物病原微生物必須具有強(qiáng)大的毒力，才能突破機(jī)體中各種防衛(wèi)屏障，侵入機(jī)體中生長(zhǎng)繁殖，深入擴(kuò)散，引起傳染。另外侵入機(jī)體內(nèi)的病原微生物還要達(dá)到一定數(shù)量才能致病。傳染病原微生物易感動(dòng)物侵入門(mén)戶外界條件 2、易感動(dòng)物同種病原微生物對(duì)于不同動(dòng)物的易感性亦不同，如炭疽桿菌對(duì)草食動(dòng)物易感，而對(duì)肉食動(dòng)物，禽類則不易感。這種生物種屬的易感性，是長(zhǎng)期演化而形成的。易感動(dòng)物中，由于品種、年齡、性別、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)不同，對(duì)病原微生物的抵抗力是有差異的。3、侵入門(mén)戶病原微生物要有適當(dāng)?shù)那秩腴T(mén)戶，即傳染途徑。各種病原微生物有其特定侵入途徑，并達(dá)到一定部位才能生長(zhǎng)、繁殖，引起傳染，否則病原微生物即使有一定的毒力和足夠的數(shù)量也不致引起傳染的發(fā)生。 4、外界環(huán)境條件外界環(huán)境條件對(duì)于傳染的發(fā)生是不可忽視的條件。外界環(huán)境條件，包括自然環(huán)境條件（氣候、溫度、濕度、地理環(huán)境），社會(huì)因素條件（飼養(yǎng)管理、使役、獸醫(yī)衛(wèi)生制度等）。 （三）傳染的表現(xiàn)形式1．顯性傳染：侵入的病原菌毒力較強(qiáng)，數(shù)量較多，而機(jī)體的抵抗力較低時(shí)，侵入的病原菌生長(zhǎng)繁殖，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損傷，出現(xiàn)明顯的臨床癥狀，叫顯性傳染，也叫傳染病。 2．隱性傳染：侵入的病原菌毒力較弱，數(shù)量不多，而機(jī)體的抵抗力較強(qiáng)時(shí)，侵入的病原菌只進(jìn)行有限生長(zhǎng)繁殖，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損害輕，不出現(xiàn)或僅出現(xiàn)輕微臨床癥狀。3．帶菌現(xiàn)象：隱性傳染或顯性傳染痊愈后，病原菌在機(jī)體內(nèi)繼續(xù)存在并不斷排出體外的現(xiàn)象。 （四）、病原微生物在宿主體內(nèi)的分布與排出1、病原微生物在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的擴(kuò)散局部傳染：病原微生物在局部生長(zhǎng)繁殖引起的傳染，如局部膿腫。全身傳染：病原微生物進(jìn)入血液、淋巴液，引起而擴(kuò)散到全身的傳染，如菌血癥、病毒血癥、敗血癥、膿毒血癥、毒血癥。 毒血癥：病原菌只在局部生長(zhǎng)繁殖，不進(jìn)入血液，但其有毒代謝產(chǎn)物進(jìn)入血流引起全身癥狀。菌血癥：病原菌進(jìn)入血液，但不在其中生長(zhǎng)繁殖，菌血癥期間，動(dòng)物出現(xiàn)體溫反應(yīng)。敗血癥：病原菌進(jìn)入血液，并在血液和組織器官中生長(zhǎng)繁殖，引起全身癥狀。膿毒血癥：化膿性病原菌進(jìn)入血液，并在其中生長(zhǎng)繁殖，引起組織化膿性病灶。 （五）病原微生物的排除途徑病原微生物在動(dòng)物機(jī)體中生長(zhǎng)繁殖，造成動(dòng)物發(fā)生疾病，同時(shí)還可以不斷通過(guò)宿主排放到體外，污染周圍環(huán)境，造成傳染病的擴(kuò)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潰物被上述排泄物,分泌物污染的用具和環(huán)境 復(fù)習(xí)重點(diǎn)1.致病性與毒力的概念。2.MLD、LD50的概念。3.構(gòu)成毒力的因素有哪些？4.外毒素與內(nèi)毒素的區(qū)別。