Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для академического журнала см. Вирулентность (журнал) .

Вирулентность - это способность патогена или микроба причинять вред хозяину.

В большинстве случаев, особенно в системах животных, вирулентность означает степень повреждения, причиненного микробом своему хозяину . [1] патогенность организма-его способность вызывать болезни -is определяется его вирулентности факторов . [2] [3] В конкретном контексте гена для генных систем, часто у растений, вирулентность относится к способности патогена инфицировать устойчивого хозяина. [4]

В существительное вирулентности происходит от прилагательного вирулентного , что означает тяжесть заболевания. [5] Слово вирулентный происходит от латинского слова virulentus , что означает «отравленная рана» или «полная яда». [5] [6]

В экологии вирулентность - это вызванная паразитами потеря приспособленности хозяина . Вирулентность может быть понята с точки зрения непосредственных причин - тех специфических черт патогена, которые вызывают заболевание хозяина, - и конечных причин - эволюционных давлений, которые приводят к появлению вирулентных черт в штамме патогена. [7]

Вирулентные бактерии [ править ]

Способность бактерий вызывать заболевание описывается с точки зрения количества инфекционных бактерий, пути проникновения в организм, эффектов защитных механизмов хозяина и внутренних характеристик бактерий, называемых факторами вирулентности . Многие факторы вирулентности представляют собой так называемые эффекторные белки , которые вводятся в клетки-хозяева с помощью специальных секреционных машин, таких как система секреции типа 3 . Опосредованный хозяином патогенез часто важен, потому что хозяин может агрессивно реагировать на инфекцию, в результате чего защитные механизмы хозяина наносят ущерб тканям хозяина, пока инфекция противодействует.

Факторами вирулентности бактерий обычно являются белки или другие молекулы, которые синтезируются ферментами. Эти белки кодируются генами хромосомной ДНК, ДНК бактериофага или плазмид . Некоторые бактерии используют мобильные генетические элементы и горизонтальный перенос генов . Поэтому были предложены стратегии борьбы с некоторыми бактериальными инфекциями путем воздействия на эти специфические факторы вирулентности и мобильные генетические элементы. [8] Бактерии используют определение кворума для синхронизации высвобождения молекул. Все это непосредственные причины заболеваемости хозяина.

Способы, которыми бактерии вызывают болезни [ править ]

  • Адгезия . Многие бактерии сначала должны связываться с поверхностью клеток-хозяев. Идентифицировано множество бактериальных молекул и молекул-хозяев, которые участвуют в адгезии бактерий к клеткам-хозяевам. Часто рецепторы клеток-хозяев для бактерий являются важными белками для других функций. Из-за наличия слизистой оболочки и антимикробных веществ вокруг некоторых клеток-хозяев некоторым патогенам трудно установить прямую контактную адгезию.
  • Колонизация . Некоторые вирулентные бактерии производят специальные белки, которые позволяют им колонизировать части тела хозяина. Helicobacter pylori способен выживать в кислой среде желудка человека, производя фермент уреазу . Колонизация слизистой оболочки желудка этой бактерией может привести к язве желудка и раку . Вирулентность различных штаммов Helicobacter pylori обычно коррелирует с уровнем продукции уреазы.
    Вторжение
  • Нашествие . Некоторые вирулентные бактерии продуцируют белки, которые либо разрушают мембраны клеток-хозяев, либо стимулируют собственный эндоцитоз или макропиноцитоз в клетки-хозяева. Эти факторы вирулентности позволяют бактериям проникать в клетки-хозяева и облегчают проникновение в организм через слои эпителиальной ткани на поверхности тела.
  • Ингибиторы иммунного ответа . Многие бактерии производят факторы вирулентности, которые подавляют защитные силы иммунной системы хозяина. Например, обычной бактериальной стратегией является производство белков, связывающих антитела хозяина. Полисахаридной капсулы из пневмококк ингибирует фагоцитоз бактерии иммунными клетками - хозяевами.
  • Токсины . Многие факторы вирулентности - это белки, производимые бактериями, которые отравляют клетки-хозяева и вызывают повреждение тканей. Например, существует множество токсинов пищевого отравления, вырабатываемых бактериями, которые могут загрязнять продукты питания человека. Некоторые из них могут оставаться в «испорченной» пище даже после приготовления и вызывать заболевание при употреблении зараженной пищи. Другие бактериальные токсины химически изменяются и инактивируются под воздействием высокой температуры приготовления.

Вирулентные вирусы [ править ]

Факторы вирулентности вируса позволяют ему реплицироваться, изменять защиту хозяина и распространяться внутри хозяина, и они токсичны для хозяина. [9]

Они определяют, возникает ли инфекция и насколько серьезны симптомы вирусного заболевания. Вирусы часто требуют рецепторных белков на клетках-хозяевах, с которыми они специфически связываются. Обычно эти белки клетки-хозяина подвергаются эндоцитозу, и связанный вирус затем попадает в клетку-хозяин. Вирулентные вирусы, такие как ВИЧ , вызывающий СПИД , имеют механизмы, позволяющие избежать защиты хозяина. ВИЧ заражает Т-хелперы, что приводит к снижению адаптивного иммунного ответа хозяина и, в конечном итоге, к состоянию с ослабленным иммунитетом. Смерть наступает в результате оппортунистических инфекций, вторичных по отношению к нарушению иммунной системы, вызванному СПИДом. Некоторые факторы вирусной вирулентности придают способность к репликации во время защитных воспалительных реакций хозяина, например, во время лихорадки, вызванной вирусом . Многие вирусы могут существовать внутри хоста в течение длительных периодов времени, в течение которых наносится небольшой ущерб. Чрезвычайно вирулентные штаммы могут в конечном итоге развиваться в результате мутации и естественного отбора в популяции вируса внутри хозяина. Термин « нейровирулентный » используется для таких вирусов, как бешенство и простой герпес.которые могут проникнуть в нервную систему и вызвать там заболевание.

Широко изученные модельные организмы вирулентных вирусов включают вирус Т4 и другие Т-четные бактериофаги, которые инфицируют Escherichia coli и ряд родственных бактерий .

Литического жизненного цикла вирулентных бактериофагов контрастируют с умеренным жизненным циклом умеренных бактериофагов. [10] [11]

Эволюция [ править ]

Основная статья: Оптимальная вирулентность

Согласно эволюционной медицине , оптимальная вирулентность увеличивается при горизонтальной передаче (от неродственников) и снижается при вертикальной передаче (от родителя к ребенку). Это связано с тем, что пригодность хоста зависит от пригодности при вертикальной передаче, но не так привязана к горизонтальной передаче.

См. Также [ править ]

  • Интерфейс "хозяин-патоген"
  • Транспортировка мембранных везикул
  • Бактериальный эффекторный белок
  • Инфекционное заболевание
  • Оптимальная вирулентность
  • Супер-разбрасыватель
  • Escherichia coli, продуцирующая веротоксин
  • Фактор вирулентности
  • Антивирулентность

Ссылки [ править ]

  1. ^ Pirofski LA, Касадеваль A (2012). «Вопросы и ответы: что такое патоген? Напрашивающийся вопрос» . BMC Biology . 10 : 6. DOI : 10.1186 / 1741-7007-10-6 . PMC  3269390 . PMID  22293325 .
  2. ^ MeSH - Медицинские предметные рубрики, Каролинский институт, 13 апреля 2010 г.
  3. ^ Биология Интернет. «Вирулентность» . Биология онлайн .
  4. ^ Тралл, Питер Х .; Бурдон, Джереми Дж. (14 марта 2003 г.). «Эволюция вирулентности в метапопуляции растений-хозяев-патогенов». Наука . 299 (5613): 1735–1737. DOI : 10.1126 / science.1080070 . ISSN 0036-8075 . PMID 12637745 .  
  5. ^ a b "вирулентный" . Оксфордский словарь английского языка (Интернет-изд.). Издательство Оксфордского университета. (Требуется подписка или членство в учреждении-участнике .)
  6. ^ Латинский словарь вирулентус
  7. ↑ Encyclopdia Britannica Online, 25 мая 2009 г. «Развитие болезней растений»
  8. ^ Кин, EC (декабрь 2012 г.). «Парадигмы патогенеза: нацеливание на мобильные генетические элементы болезни» . Границы клеточной и инфекционной микробиологии . 2 : 161. DOI : 10.3389 / fcimb.2012.00161 . PMC 3522046 . PMID 23248780 .  
  9. ^ Флинт, С. Джейн; Энквист, Линн У .; Racaniello, Vincent R .; Скалка, Анна Мари (2009). Принципы вирусологии. Vol. II Патогенез и контроль (3-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: ASM. С. 42–47. ISBN 978-1-55581-480-9.
  10. ^ Мэдигэн M, Martinko J (редакторы) (2006). Брок Биология микроорганизмов (11-е изд.). Прентис Холл. ISBN 978-0-13-144329-7.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  11. ↑ Encyclopdia Britannica Online, 2009. «литический фаг»