Механизмы и факторы патогенности

Синегнойная палочка выделяет многочисленные токсины и ферменты патогенности.

Возбудитель обладает несколькими специализированными системами секреции белков патогенности (II и III типов). Эти системы обеспечивают активную доставку факторов вирулентности в пораженные клетки.

Экзотоксин А угнетает синтез белка в клетках. По молекулярной структуре и механизму действия имеет сходство с дифтерийным экзотоксином – блокирует клеточный фактор элонгации 2 путем его рибозилирования.

Экзотоксины ExoU (фосфолипаза), ExoY (аденилатциклаза) ExoS и ExoT (рибозилтрансферазы) блокируют расхождение эпителиальных клеток после их деления (цитокинез), что препятствует заживлению раневой поверхности. Направленный транспорт этих токсинов в клетки происходит по механизму III типа секреции.

Гемолизины (фосфолипаза С и липаза) вызывают высвобождение медиаторов воспаления, повреждая мебраны лейкоцитов; приводят к некротическим изменениям в паренхиматозных органах

Эластаза, коллагеназа и протеазы гидролизуют компоненты соединительной ткани (коллаген, эластин, ламинин), белки плотных межклеточных соединений, способствуя микробной адгезии и инвазии. Также они разрушают белки системы комплемента, лизоцим, иммуноглобулины.

Нейраминидаза гидролизует нейраминовую кислоту.

Сигнальные белки P. aeruginosa подавляют продукцию цитокинов пораженными клетками, что затрудняет элиминацию возбудителя.

Токсические свойства микроба связаны с наличием эндотоксина – ЛПС клеточной стенки.

Бактерии продуцируют комплекс биологически активных продуктов, обеспечивающих их неорганическим фосфором (фосфолипазы) и железом (сидерофоры, нарушающие связывание железа трансферрином).

Адгезины обеспечивают прикрепление возбудителей к различным клетками и тканям.

Экзополисахарид капсулоподобного вещества защищает микробы от фагоцитоза. Кроме того, он участвует в адгезии и образовании на различных поверхностях биопленки (микробного сообщества) после колонизации их синегнойной палочкой.

Образование биопленки приводит к резкому увеличению резистентности бактерий к влиянию внешней среды, действию факторов иммунитета, антибиотиков и антисептиков. Для подавления микроорганизмов в составе биопленки требуется повышение концентрации наиболее активных антибиотиков на 2-3 порядка.

Нахождение микробного сообщества в составе биопленки активирует у псевдомонад систему межклеточной сигнализации (или quorum sensing). В этом случае бактерии начинают выделять специфические сигнальные молекулы (гомосеринлактон и его производные, феназиновые пигменты и др.). Под их влиянием в биопленке происходит одновременное усиление продукции факторов вирулентности многими микробными клетками. Это позволяет бактериям преодолеть защитные барьеры органов и тканей, подавить активность местного иммунитета и увеличить свою выживаемость.

Наконец, P. aeruginosa обладает развитыми клеточными структурами, обеспечивающими ее множественную природную устойчивость к антибиотикам, антисептикам и дезинфектантам.

ЛПС наружной мембраны мало проницаем для β-лактамных антибиотиков. Их поступление происходит через пориновые каналы. Мутации белков-поринов приводят к нарушению транспорта β-лактамов (в том числе карбапенемов) в бактериальные клетки.

Важным механизмом антибиотикорезистентности у псевдомонад являются системы обратного транспорта (или эффлюкса) химиопрепаратов. Существует по крайней мере 4 таких системы, которые обеспечивают активное выведение неродственных групп антибиотиков: β-лактамов, фторхинолонов, аминогликозидов, тетрациклинов. По структуре представляют собой регулируемые каналы, через которые происходит удаление химиопрепаратов за пределы микробной клетки.

Кроме того, P. aeruginosa продуцирует ферменты β-лактамазы, кодируемые хромосомными и плазмидными генами. Среди них обнаружены металло-бета-лактамазы, которые обеспечивают устойчивость ко всем β-лактамным антибиотикам, включая карбапенемы.