Skip to main content
Global

15.4: טכניקות אספטיות

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208969

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה

    • תאר גורמי ארסיות ייחודיים לפטריות וטפילים
    • השווה גורמי ארסיות של פטריות וחיידקים
    • הסבר את ההבדל בין טפילים פרוטוזואנים לבין הלמינתים
    • תאר כיצד הלמינתים מתחמקים ממערכת החיסון המארחת

    למרות שפטריות וטפילים הם פתוגנים חשובים הגורמים למחלות זיהומיות, המנגנונים הפתוגניים וגורמי הארסיות שלהם אינם מאופיינים כמו אלה של חיידקים. למרות המחסור היחסי במנגנונים מפורטים, שלבי הפתוגנזה והמנגנונים הכלליים של ארסיות המעורבים בייצור מחלות על ידי פתוגנים אלה דומים לאלה של חיידקים.

    ארסיות פטרייתית

    פטריות פתוגניות יכולות לייצר גורמי ארסיות הדומים לגורמי הארסיות החיידקית שנדונו קודם לכן בפרק זה. בחלק זה נבחן את גורמי הארסיות הקשורים למינים של קנדידה, קריפטוקוקוס, עצם הבריח ואספרגילוס.

    קנדידה אלביקנס היא פתוגן פטרייתי אופורטוניסטי וסוכן סיבתי של קיכלי פה, דלקות שמרים בנרתיק וקנדידה עורית. קנדידה מייצרת דבקים (גליקופרוטאינים על פני השטח) הנקשרים לפוספוליפידים של תאי אפיתל ואנדותל. כדי לסייע בהתפשטות ובפלישת רקמות, קנדידה מייצרת פרוטאזות ופוספוליפאזים (כלומר, אקסואנזימים). אחד מהפרוטאזות הללו מפרק את הקרטין, חלבון מבני שנמצא על תאי אפיתל, ומשפר את יכולתה של הפטרייה לפלוש לרקמת המארח. במחקרים בבעלי חיים, הוכח כי תוספת של מעכב פרוטאז הובילה הנחתה של זיהום קנדידה. 1 באופן דומה, הפוספוליפאזים יכולים להשפיע על שלמות ממברנות התא המארח כדי להקל על הפלישה.

    גורם הארסיות העיקרי עבור Cryptococcus, פטרייה הגורמת לדלקת ריאות ודלקת קרום המוח, הוא ייצור כמוסות. הפוליסכריד גלוקורונוקסילומנן הוא המרכיב העיקרי של כמוסת הקריפטוקוקוס. בדומה לתאי חיידקים עטופים, תאי קריפטוקוקוס מכוסים עמידים יותר לפגוציטוזיס מאשר קריפטוקוקוס לא מכוסה, אשר למעשה פגוציטוזים ולכן פחות ארסיים.

    כמו חיידקים מסוימים, פטריות רבות מייצרות אקסוטוקסינים. רעלים פטרייתיים נקראים מיקוטוקסינים. Claviceps purpurea, פטרייה הגדלה על שיפון ודגנים קשורים, מייצרת מיקוטוקסין הנקרא רעלן ארגוט, אלקלואיד האחראי למחלה המכונה ארגוטיזם. ישנן שתי צורות של ארגוטיזם: גנגרני ועווית. בארגוטיזם גנגרני, רעלן הארגוט גורם להתכווצות כלי הדם, וכתוצאה מכך זרימת דם לא תקינה לגפיים, ובסופו של דבר מובילה לגנגרנה. התפרצות מפורסמת של ארגוטיזם גנגרני התרחשה במזרח אירופה במהלך המאה החמישית לספירה עקב צריכת שיפון המזוהם C. purpurea. בארגוטיזם עוויתי, הרעלן מכוון למערכת העצבים המרכזית וגורם למאניה והזיות.

    המיקוטוקסין אפלטוקסין הוא גורם ארסיות המיוצר על ידי הפטרייה אספרגילוס, פתוגן אופורטוניסטי שיכול להיכנס לגוף באמצעות מזון מזוהם או על ידי שאיפה. שאיפת הפטרייה עלולה להוביל למחלת ריאות כרונית אספרגילוזיס, המאופיינת בחום, כיח דם ו/או אסטמה. אפלטוקסין פועל במארח הן כמוטגן (חומר הגורם למוטציות ב- DNA) והן כמסרטן (חומר המעורב בגרימת סרטן), והוא נקשר להתפתחות סרטן הכבד. כמו כן, הוכח כי אפלטוקסין חוצה את מחסום הדם-שליה. 2 מיקוטוקסין שני המיוצר על ידי אספרגילוס הוא גליוטוקסין. רעלן זה מקדם ארסיות על ידי גרימת תאי מארח להרס עצמי ועל ידי התחמקות מהתגובה החיסונית של המארח על ידי עיכוב תפקודם של תאים פגוציטים כמו גם התגובה הפרו-דלקתית. בדומה לקנדידה, גם אספרגילוס מייצר מספר פרוטאזות. האחד הוא אלסטז, המפרק את החלבון אלסטין המצוי ברקמת החיבור של הריאה, מה שמוביל להתפתחות מחלות ריאה. אחר הוא קטלאז, אנזים המגן על הפטרייה מפני מי חמצן המיוצרים על ידי מערכת החיסון להשמדת פתוגנים.

    תרגיל \(\PageIndex{1}\)

    1. רשום גורמי ארסיות המשותפים לחיידקים ופטריות.
    2. אילו פונקציות מבצעים מיקוטוקסינים כדי לעזור לפטריות לשרוד במארח?

    ארסיות פרוטוזואית

    פתוגנים פרוטוזואנים הם טפילים אוקריוטיים חד-תאיים שיש להם גורמי ארסיות ומנגנונים פתוגניים המקבילים לפתוגנים פרוקריוטים ונגיפיים, כולל דבקים, רעלים, וריאציה אנטיגנית ויכולת לשרוד בתוך שלפוחיות פגוציטיות.

    לפרוטוזואנים יש לעתים קרובות תכונות ייחודיות לחיבור לתאי מארח. הפרוטוזואן Giardia lamblia, הגורם למחלת המעי giardiasis, משתמש בדיסק דבק גדול המורכב ממיקרו-צינורות כדי להידבק לרירית המעי. במהלך ההדבקה, הדגל של G. lamblia נע באופן השואב נוזל החוצה מתחת לדיסק, וכתוצאה מכך אזור של לחץ נמוך יותר המאפשר הידבקות לתאי אפיתל. ג'יארדיה אינה פולשת לתאי המעי אלא גורמת לדלקת (אולי באמצעות שחרור חומרים ציטופתיים הגורמים נזק לתאים) ומקצרת את וילי המעי, ומעכבת את ספיגת החומרים המזינים.

    חלק מהפרוטוזואנים מסוגלים לשונות אנטיגנית. הפתוגן התוך תאי המחייב Plasmodium falciparum (אחד הגורמים הסיבתיים למלריה) שוכן בתוך כדוריות דם אדומות, שם הוא מייצר חלבון קרום אדהזין המכונה PfEMP1. חלבון זה בא לידי ביטוי על פני השטח של אריתרוציטים נגועים, גורם לתאי הדם להיצמד זה לזה על הקירות של כלי הדם. תהליך זה מעכב את זרימת הדם, ולעיתים מוביל לאי ספיקת איברים, אנמיה, צהבת (הצהבה של עור וסקלרה בעיניים כתוצאה מהצטברות בילירובין מתאי דם אדומים מסולסלים), ובהמשך למוות. למרות שניתן לזהות את PfEMP1 על ידי המערכת החיסונית של המארח, וריאציות אנטיגניות במבנה החלבון לאורך זמן מונעות את זיהויו וחיסולו בקלות. זה מאפשר למלריה להתמיד כזיהום כרוני אצל אנשים רבים.

    גורמי הארסיות של Trypanosoma brucei, הגורם הסיבתי למחלת שינה אפריקאית, כוללים את היכולות ליצור כמוסות ולעבור שונות אנטיגנית. T. brucei מתחמק מפגוציטוזיס על ידי ייצור מעיל גליקופרוטאין צפוף הדומה לקפסולה חיידקית. עם הזמן נוצרים נוגדנים מארחים המזהים מעיל זה, אך T. brucei מסוגל לשנות את מבנה הגליקופרוטאין כדי להתחמק מהכרה.

    תרגיל \(\PageIndex{2}\)

    הסבר כיצד וריאציה אנטיגנית על ידי פתוגנים פרוטוזואנים עוזרת להם לשרוד במארח.

    ארסיות הלמינת

    הלמינתים, או תולעים טפיליות, הם טפילים אוקריוטיים רב-תאיים התלויים במידה רבה בגורמי ארסיות המאפשרים להם להיכנס לרקמות המארחות. לדוגמא, צורת הזחל המימית של Schistosoma mansoni, הגורמת לסכיסטוזומיאזיס, חודרת לעור שלם בעזרת פרוטאזות המשפילות את חלבוני העור, כולל אלסטין.

    כדי לשרוד בתוך המארח מספיק זמן כדי להנציח את מחזורי החיים המורכבים לעתים קרובות שלהם, הלמינתים צריכים להתחמק ממערכת החיסון. כמה helminths הם כל כך גדולים כי המערכת החיסונית אינה יעילה נגדם. אחרים, כמו תולעים עגולות בוגרות (הגורמות לטריכינוזיס, אסקריאזיס ומחלות אחרות), מוגנים על ידי ציפורן חיצונית קשוחה.

    במהלך מחזור חייהם, מאפייני פני השטח של הטפילים משתנים, מה שעשוי לסייע במניעת תגובה חיסונית יעילה. כמה הלמינתים מבטאים פוליסכרידים הנקראים גליקנים על פני השטח החיצוניים שלהם; מכיוון שגליקנים אלה דומים למולקולות המיוצרות על ידי תאי מארח, מערכת החיסון לא מצליחה לזהות ולתקוף את הלמינת כגוף זר. "גימיקרי גליקן" זה, כפי שהוא נקרא, משמש כגלימת מגן המאפשרת להלמינת להימלט מגילוי על ידי מערכת החיסון. 3

    בנוסף להתחמקות מהגנות המארח, הלמינתים יכולים לדכא באופן פעיל את המערכת החיסונית. S. mansoni, למשל, מפרק נוגדנים מארח עם פרוטאזות. הלמינתים מייצרים חומרים רבים אחרים המדכאים אלמנטים של הגנות מארח ספציפיות לא ספציפיות ומסתגלות כאחד. הם גם משחררים כמויות גדולות של חומר למארח שעלול להציף את המערכת החיסונית באופן מקומי או לגרום לה להגיב בצורה לא הולמת.

    תרגיל \(\PageIndex{3}\)

    תאר כיצד הלמינתים נמנעים מלהיהרס על ידי מערכת החיסון המארחת.

    מושגי מפתח וסיכום

    • פתוגנים פטרייתיים וטפיליים משתמשים במנגנונים פתוגניים ובגורמי ארסיות הדומים לאלה של פתוגנים חיידקיים.
    • פטריות יוזמות זיהומים באמצעות אינטראקציה של דבקים עם קולטנים בתאי המארח. חלק מהפטריות מייצרות רעלים ואקסואנזימים המעורבים בייצור מחלות וכמוסות המספקות הגנה על פגוציטוזיס.
    • פרוטוזואה נצמדת לתאי מטרה באמצעות מנגנונים מורכבים ועלולה לגרום לנזק תאי באמצעות שחרור חומרים ציטופתיים. חלק מהפרוטוזואה נמנעות ממערכת החיסון באמצעות וריאציה אנטיגנית וייצור כמוסות.
    • תולעים הלמינטיות מסוגלות להימנע ממערכת החיסון על ידי ציפוי החיצוניות שלהן במולקולות גליקן הגורמות להן להיראות כמו תאי מארח או על ידי דיכוי מערכת החיסון.

    הערות שוליים

    1. 1 ק 'פאלון ואח '. "תפקידם של פרוטאזות אספרטיות בזיהום קנדידה אלביקנס מופץ בעכברים." זיהום וחסינות 65 מס '2 (1997) :551—556.
    2. 2 ס.פ. ווילד ואח '. "חשיפה בתוך הרחם לאפלטוקסין במערב אפריקה." לנסט 337 מס '8757 (1991) :1602.
    3. 3 I. ואן די, R.D. קאמינגס. "גימיקרי גליקן מאת הלמינתים טפיליים: אסטרטגיה לאפנון התגובה החיסונית של המארח?" גליקוביולוגיה 20 מס '1 (2010) :2—12.