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

Вирулентность - это способность патогена или микроорганизма 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 резистентного 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]

С экологической точки зрения вирулентность - это потеря приспособленности паразитом к своему хозяину. Вирулентность может быть понята с точки зрения непосредственных причин - тех специфических черт патогена, которые вызывают заболевание хозяина, - и основных причин - эволюционного давления, которое приводит 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 специализированными аппаратами секреции, такими как система секреции третьего типа . Опосредованный хозяином патогенез часто важен, потому что хозяин может агрессивно реагировать на инфекцию, в результате чего механизмы защиты хозяина наносят ущерб тканям хозяина, пока инфекция противодействует (например, цитокиновый шторм ).

Факторы вирулентности бактерий обычно представляют собой 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 кворум для синхронизации высвобождения молекул. Все это непосредственные причины заболеваемости хозяина.

Способы, которыми бактерии вызывают заболевания [ править ]

Вторжение
  • Адгезия. Многие бактерии сначала должны связываться с поверхностью клеток-хозяев. Были идентифицированы многие молекулы бактерий и хозяев, которые участвуют в адгезии бактерий к клеткам-хозяевам. Часто рецепторы бактерий на поверхности клетки- хозяина 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 особые белки, которые позволяют им колонизировать части тела хозяина. Helicobacter pylori способен выживать в кислой среде желудка человека, вырабатывая фермент уреазу . Колонизация слизистой оболочки желудка этой бактерией может привести к язве желудка и раку . Вирулентность различных штаммов Helicobacter pylori имеет тенденцию коррелировать с уровнем продукции уреазы.
  • Нашествие. Некоторые вирулентные бактерии производят 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 продуцируют факторы вирулентности, которые подавляют защиту 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, производимых бактериями, которые могут загрязнять пищевые продукты человека. Некоторые из них могут оставаться в «испорченной» пище даже после приготовления и вызывать болезнь 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. У вирулентных вирусов, таких как ВИЧ , вызывающего СПИД , есть механизмы, позволяющие уклоняться от 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 эволюционировать 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 уменьшается при вертикальной передаче (от родителя к ребенку). Это связано с тем, что пригодность хоста связана с пригодностью 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 .; Бердон, Джереми Дж. (2003). «Эволюция вирулентности в метапопуляции растений-хозяев-патогенов». Наука . 299 (5613): 1735–7. Bibcode : 2003Sci ... 299.1735T . DOI : 10.1126 / science.1080070 . ISSN 0036-8075 . PMID 12637745 . S2CID 6894315 .   
  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. ↑ Encyclopædia Britannica Online, 25 мая 2009 г. «Развитие болезней растений»
  8. Перейти ↑ Keen, EC (2012). «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. 42–7. 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»