15.4: تقنيات التعقيم

Last updated
Save as PDF

Page ID: 194692

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

أهداف التعلم

وصف عوامل الضراوة الفريدة للفطريات والطفيليات
قارن عوامل ضراوة الفطريات والبكتيريا
اشرح الفرق بين طفيليات البروتوزوان والديدان الطفيلية
وصف كيفية تهرب الديدان الطفيلية من الجهاز المناعي للمضيف

على الرغم من أن الفطريات والطفيليات من مسببات الأمراض المهمة التي تسبب الأمراض المعدية، إلا أن آلياتها المسببة للأمراض وعوامل ضراوتها لا تتميز جيدًا مثل تلك الخاصة بالبكتيريا. على الرغم من النقص النسبي في الآليات التفصيلية، فإن مراحل التسبب في المرض والآليات العامة للضراوة التي تشارك في إنتاج الأمراض بواسطة مسببات الأمراض هذه تشبه تلك الخاصة بالبكتيريا.

ضراوة فطرية

يمكن للفطريات المسببة للأمراض أن تنتج عوامل ضراوة تشبه عوامل ضراوة البكتيريا التي تمت مناقشتها سابقًا في هذا الفصل. في هذا القسم، سنلقي نظرة على عوامل الضراوة المرتبطة بأنواع المبيضات والمكورات الخفية والكلافيسيبس والرشاشيات.

المبيضات البيضاء هي ممرض فطري انتهازي وعامل مسبب لمرض القلاع الفموي والتهابات الخميرة المهبلية وداء المبيضات الجلدي. تنتج المبيضات مواد لاصقة (بروتينات سكرية سطحية) ترتبط بالفوسفوليبيدات في الخلايا الظهارية والبطانية. للمساعدة في الانتشار وغزو الأنسجة، تنتج المبيضات البروتياز والفوسفوليباز (أي الإنزيمات الخارجية). يؤدي أحد هذه البروتياز إلى تحلل الكيراتين، وهو بروتين هيكلي موجود في الخلايا الظهارية، مما يعزز قدرة الفطريات على غزو الأنسجة المضيفة. في الدراسات التي أجريت على الحيوانات، تبين أن إضافة مثبط البروتياز أدى إلى تخفيف عدوى المبيضات. ¹ وبالمثل، يمكن أن تؤثر الفسفوليبازات على سلامة أغشية الخلايا المضيفة لتسهيل الغزو.

إن عامل الفوعة الرئيسي للمكورات الكريبتوكوكوس، وهو فطر يسبب الالتهاب الرئوي والتهاب السحايا، هو إنتاج الكبسولات. السكاريد جلوكورونوكسيلومانان هو المكون الرئيسي لكبسولة الكريبتوكوكوس. على غرار الخلايا البكتيرية المغلفة، تعتبر خلايا الكريبتوكوكوس المغلفة أكثر مقاومة للبلعمة من المكورات العقدية غير المغلفة، والتي يتم بلعمتها بشكل فعال وبالتالي تكون أقل ضراوة.

مثل بعض البكتيريا، تنتج العديد من الفطريات السموم الخارجية. تسمى السموم الفطرية بالسموم الفطرية. ينتج Claviceps purpurea، وهو فطر ينمو على الجاودار والحبوب ذات الصلة، سمًا فطريًا يسمى توكسين الإرغوت، وهو قلويد مسؤول عن المرض المعروف باسم الإرغوت. هناك نوعان من الإرغونية: الغنغرينا والتشنجي. في حالة الإرغوت الغنغريني، يتسبب سم الإرغوت في تضيق الأوعية، مما يؤدي إلى تدفق الدم بشكل غير صحيح إلى الأطراف، مما يؤدي في النهاية إلى الغرغرينا. حدث تفشي مشهور للأرغونية الغنغرينا في أوروبا الشرقية خلال القرن الخامس الميلادي بسبب استهلاك الجاودار الملوث ببكتيريا C. purpurea. في حالة الإرغونية المتشنجة، يستهدف السم الجهاز العصبي المركزي، مما يسبب الهوس والهلوسة.

يعد الأفلاتوكسين الفطري أحد عوامل الضراوة التي ينتجها فطر Aspergillus، وهو عامل ممرض انتهازي يمكن أن يدخل الجسم عن طريق الطعام الملوث أو عن طريق الاستنشاق. يمكن أن يؤدي استنشاق الفطريات إلى مرض الرشاشيات الرئوي المزمن، الذي يتميز بالحمى والبلغم الدموي و/أو الربو. يعمل الأفلاتوكسين في المضيف كمطفر (مادة تسبب طفرات في الحمض النووي) وكمادة مسرطنة (مادة تشارك في التسبب في السرطان)، وقد ارتبط بتطور سرطان الكبد. كما ثبت أن الأفلاتوكسين يعبر الحاجز الدموي المشيمي. ² السم الفطري الثاني الذي تنتجه الرشاشيات هو السموم الدبقية. يعزز هذا السم الفوعة عن طريق تحفيز الخلايا المضيفة على التدمير الذاتي والتهرب من الاستجابة المناعية للمضيف عن طريق تثبيط وظيفة الخلايا البلعمية وكذلك الاستجابة المؤيدة للالتهابات. مثل المبيضات، ينتج الرشاشيات أيضًا العديد من البروتياز. الأول هو الإيلاستاز، الذي يكسر بروتين الإيلاستين الموجود في النسيج الضام للرئة، مما يؤدي إلى تطور أمراض الرئة. والآخر هو الكاتالاز، وهو إنزيم يحمي الفطريات من بيروكسيد الهيدروجين الذي ينتجه الجهاز المناعي لتدمير مسببات الأمراض.

التمارين\(\PageIndex{1}\)

ضع قائمة بعوامل الضراوة الشائعة للبكتيريا والفطريات.
ما الوظائف التي تؤديها السموم الفطرية لمساعدة الفطريات على البقاء في المضيف؟

ضراوة البروتوزوا

مسببات الأمراض الأولية هي طفيليات حقيقية النواة أحادية الخلية لها عوامل ضراوة وآليات مسببة للأمراض مماثلة لمسببات الأمراض بدائية النواة والفيروسية، بما في ذلك المواد اللاصقة والسموم والتنوع المستضدي والقدرة على البقاء داخل الحويصلات البلعمية.

غالبًا ما تتمتع الكائنات الأولية بميزات فريدة للارتباط بالخلايا المضيفة. تستخدم الجيارديا اللمبلية الأولية، التي تسبب مرض الجيارديا المعوي، قرصًا لاصقًا كبيرًا يتكون من أنابيب دقيقة لتعلقها بالغشاء المخاطي المعوي. أثناء الالتصاق، تتحرك سوط G. lamblia بطريقة تسحب السائل من أسفل القرص، مما يؤدي إلى منطقة ذات ضغط منخفض يسهل الالتصاق بالخلايا الظهارية. لا تغزو الجيارديا الخلايا المعوية ولكنها تسبب الالتهاب (ربما من خلال إطلاق مواد الاعتلال الخلوي التي تسبب تلف الخلايا) وتقصر الزغابات المعوية، مما يمنع امتصاص العناصر الغذائية.

بعض الكائنات الأولية قادرة على الاختلاف المستضدي. يتواجد العامل الممرض الملزم داخل الخلايا Plasmodium falciparum (أحد العوامل المسببة للملاريا) داخل خلايا الدم الحمراء، حيث ينتج بروتين غشاء لاصق يعرف باسم PfEMP1. يتم التعبير عن هذا البروتين على سطح كريات الدم الحمراء المصابة، مما يتسبب في التصاق خلايا الدم ببعضها البعض وبجدران الأوعية الدموية. تعيق هذه العملية تدفق الدم، مما يؤدي أحيانًا إلى فشل الأعضاء وفقر الدم واليرقان (اصفرار الجلد والصلبة في العينين بسبب تراكم البيليروبين من خلايا الدم الحمراء المتحللة)، وبالتالي الموت. على الرغم من أنه يمكن التعرف على PfEMP1 من قبل الجهاز المناعي للمضيف، إلا أن الاختلافات المستضدية في بنية البروتين بمرور الوقت تمنع التعرف عليه والتخلص منه بسهولة. هذا يسمح للملاريا بالاستمرار كعدوى مزمنة لدى العديد من الأفراد.

تشمل عوامل ضراوة المثقبية البروسية، العامل المسبب لمرض النوم الأفريقي، القدرة على تكوين الكبسولات والخضوع للاختلاف المستضدي. يتهرب T. brucei من البلعمة من خلال إنتاج طبقة كثيفة من البروتين السكري تشبه الكبسولة البكتيرية. مع مرور الوقت، يتم إنتاج الأجسام المضادة للمضيف التي تتعرف على هذا الغلاف، لكن T. brucei قادر على تغيير بنية البروتين السكري لتجنب التعرف عليه.

التمارين\(\PageIndex{2}\)

اشرح كيف يساعد التباين المستضدي بواسطة مسببات الأمراض الأولية على البقاء على قيد الحياة في المضيف.

ضراوة الديدان

الديدان الطفيلية، أو الديدان الطفيلية، هي طفيليات حقيقية النواة متعددة الخلايا تعتمد بشكل كبير على عوامل الضراوة التي تسمح لها بالدخول إلى الأنسجة المضيفة. على سبيل المثال، يتغلغل الشكل اليرقي المائي للبلهارسيا مانسوني، الذي يسبب داء البلهارسيات، في الجلد السليم بمساعدة البروتياز الذي يؤدي إلى تدهور بروتينات الجلد، بما في ذلك الإيلاستين.

للبقاء على قيد الحياة داخل المضيف لفترة كافية لإدامة دورات حياتها المعقدة في كثير من الأحيان، تحتاج الديدان الطفيلية إلى التهرب من جهاز المناعة. بعض الديدان الطفيلية كبيرة جدًا لدرجة أن جهاز المناعة غير فعال ضدها. أما الأنواع الأخرى، مثل الديدان الإسطوانية البالغة (التي تسبب داء المشعرات والإسكارس وأمراض أخرى)، فهي محمية بطبقة خارجية صلبة.

على مدار دورات حياتها، تختلف الخصائص السطحية للطفيليات، مما قد يساعد في منع الاستجابة المناعية الفعالة. تعبر بعض الديدان الطفيلية عن السكريات التي تسمى الجليكان على سطحها الخارجي؛ نظرًا لأن هذه الجليكان تشبه الجزيئات التي تنتجها الخلايا المضيفة، يفشل الجهاز المناعي في التعرف على الديدان الطفيلية ومهاجمتها كجسم غريب. هذه «حيلة الجليكان»، كما سميت، بمثابة عباءة واقية تسمح للديدان بالهروب من الكشف عنها من قبل جهاز المناعة. ³

بالإضافة إلى التهرب من دفاعات المضيف، يمكن للديدان الطفيلية قمع الجهاز المناعي بشكل فعال. S. mansoni، على سبيل المثال، يحلل الأجسام المضادة للمضيف باستخدام البروتياز. تنتج الديدان الطفيلية العديد من المواد الأخرى التي تقمع عناصر كل من دفاعات المضيف الفطرية غير النوعية والتكيفية. كما أنها تطلق كميات كبيرة من المواد في المضيف والتي قد تطغى محليًا على جهاز المناعة أو تتسبب في استجابته بشكل غير لائق.

التمارين\(\PageIndex{3}\)

وصف كيف تتجنب الديدان الطفيلية تدميرها بواسطة جهاز المناعة المضيف.

المفاهيم الأساسية والملخص

تستخدم مسببات الأمراض الفطرية والطفيلية الآليات المسببة للأمراض وعوامل الضراوة التي تشبه تلك الخاصة بمسببات الأمراض البكتيرية.
تبدأ الفطريات في العدوى من خلال تفاعل المواد اللاصقة مع المستقبلات الموجودة على الخلايا المضيفة. تنتج بعض الفطريات السموم والإنزيمات الخارجية المشاركة في إنتاج الأمراض والكبسولات التي توفر الحماية من البلعمة.
تلتصق البروتوزوا بالخلايا المستهدفة من خلال آليات معقدة ويمكن أن تتسبب في تلف الخلايا من خلال إطلاق مواد الاعتلال الخلوي. تتجنب بعض البروتوزوا الجهاز المناعي من خلال التباين المستضدي وإنتاج الكبسولات.
تستطيع الديدان الطفيلية تجنب الجهاز المناعي عن طريق طلاء الأجزاء الخارجية بجزيئات الجليكان التي تجعلها تبدو وكأنها خلايا مضيفة أو عن طريق قمع جهاز المناعة.

الحواشي

1 ك. فالون وآخرون. «دور بروتياز الأسبارتيك في عدوى المبيضات البيضاء المنتشرة في الفئران.» العدوى والمناعة 65 رقم 2 (1997): 551-556.
2 سي بي وايلد وآخرون «التعرض داخل الرحم للأفلاتوكسين في غرب إفريقيا.» لانسيت 337 رقم 8757 (1991): 1602.
(3) أنا فان دي، آر دي كامينغز. «تحايل الجليكان بواسطة الديدان الطفيلية: استراتيجية لتعديل الاستجابة المناعية للمضيف؟» علم الأحياء الدقيقة 20 رقم 1 (2010): 2-12.