15.4: Mbinu za Aseptic

Malengo ya kujifunza

• Eleza mambo ya virulence ya kipekee kwa fungi na vimelea
• Linganisha mambo ya virulence ya fungi na bakteria
• Eleza tofauti kati ya vimelea vya protozoan na helminths
• Eleza jinsi helminths kuepuka mfumo wa kinga mwenyeji

Ingawa fungi na vimelea ni vimelea muhimu vinavyosababisha magonjwa ya kuambukiza, taratibu zao za pathogenic na mambo ya virulence hazijulikani kama zile za bakteria. Licha ya ukosefu wa jamaa wa taratibu za kina, hatua za pathogenesis na taratibu za jumla za virulence zinazohusika katika uzalishaji wa magonjwa na vimelea hivi ni sawa na zile za bakteria.

Virulence ya vimelea

Fungi ya pathogenic inaweza kuzalisha mambo ya virulence ambayo yanafanana na sababu za virusi vya bakteria ambazo zimejadiliwa mapema katika sura hii. Katika sehemu hii, tutaangalia mambo ya virulence yanayohusiana na aina za Candida, Cryptococcus, Claviceps, na Aspergillus.

Candida albicans ni pathogen inayofaa ya vimelea na wakala wa causative wa thrush ya mdomo, maambukizi ya chachu ya uke, na candidi Candida hutoa adhesini (glycoproteins ya uso) ambayo hufunga kwa phospholipids ya seli za epithelial na endothelial. Ili kusaidia katika kuenea na uvamizi wa tishu, Candida hutoa proteases na phospholipases (yaani, exoenzymes). Moja ya proteases hizi huharibu keratin, protini ya kimuundo inayopatikana kwenye seli za epithelial, kuimarisha uwezo wa kuvu kuvamia tishu za jeshi. Katika masomo ya wanyama, imeonyeshwa kuwa kuongezewa kwa kizuizi cha protease kulisababisha kuzuia maambukizi ya Candida. ¹ Vile vile, phospholipases inaweza kuathiri uadilifu wa membrane jeshi seli ili kuwezesha uvamizi.

Sababu kuu ya virulence kwa Cryptococcus, kuvu ambayo husababisha pneumonia na meningitis, ni uzalishaji wa capsule. Glucuronoxylomannan ya polysaccharide ni sehemu kuu ya capsule ya Cryptococcus. Sawa na seli za bakteria zilizoingizwa, seli za Cryptococcus zilizomo ni sugu zaidi kwa phagocytosis kuliko Cryptococcus isiyo ya kawaida, ambayo ni kwa ufanisi phagocytosed na kwa hiyo, chini ya virulent.

Kama bakteria fulani, fungi nyingi huzalisha exotoxins. Sumu ya vimelea huitwa mycotoxins. Claviceps purpurea, kuvu ambayo inakua kwenye rye na nafaka zinazohusiana, hutoa mycotoxini inayoitwa sumu ya ergot, alkaloid inayohusika na ugonjwa unaojulikana kama ergotism. Kuna aina mbili za ergotism: gangrenous na convulsive. Katika ergotism ya ugonjwa, sumu ya ergot husababisha vasoconstriction, na kusababisha mtiririko usiofaa wa damu hadi mwisho, hatimaye kusababisha ugonjwa. Kuzuka maarufu kwa ergotism ya gangrenous ilitokea Ulaya ya Mashariki wakati wa karne ya 5 AD kutokana na matumizi ya Rye iliyosababishwa na C. purpurea. Katika ergotism kali, sumu inalenga mfumo mkuu wa neva, na kusababisha mania na hallucinations.

Mycotoxin aflatoxin - virulence sababu zinazozalishwa na Kuvu Aspergillus, inayofaa pathogen ambayo inaweza kuingia mwili kupitia chakula kilichochafuliwa au kuvuta pumzi. Kuvuta pumzi ya kuvu kunaweza kusababisha ugonjwa sugu wa mapafu aspergillosis, unaojulikana na homa, sputum ya damu, na/au pumu. Aflatoxin hufanya katika jeshi kama mutagen zote mbili (dutu inayosababisha mabadiliko katika DNA) na kansa (dutu inayohusika katika kusababisha kansa), na imehusishwa na maendeleo ya saratani ya ini. Aflatoxin pia imeonyeshwa kuvuka kizuizi cha damu. ² Mycotoxin ya pili zinazozalishwa na Aspergillus ni gliotoxin. Sumu hii inakuza virulence kwa kuchochea seli za jeshi kwa kujidhuru na kwa kukwepa majibu ya kinga ya mwenyeji kwa kuzuia kazi ya seli za phagocytic pamoja na majibu ya uchochezi. Kama Candida, Aspergillus pia hutoa proteases kadhaa. Moja ni elastase, ambayo huvunja elastini ya protini inayopatikana katika tishu zinazojumuisha za mapafu, na kusababisha maendeleo ya ugonjwa wa mapafu. Mwingine ni catalase, enzyme ambayo inalinda kuvu kutoka peroxide ya hidrojeni zinazozalishwa na mfumo wa kinga ili kuharibu vimelea.

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

1. Orodha ya virulence mambo ya kawaida kwa bakteria na fungi.
2. Ni kazi gani ambazo mycotoxins hufanya ili kusaidia fungi kuishi katika mwenyeji?

Virulence ya Protozoa

Vimelea vya Protozoa ni vimelea vya eukaryotic vya unicellular ambavyo vina sababu za virulence na taratibu za pathogenic zinazofanana na vimelea vya prokaryotic na virusi, ikiwa ni pamoja na adhesini, sumu, tofauti ya antijeni, na uwezo wa kuishi ndani ya vilengelenge vya phagocytic.

Mara nyingi protozoans wana sifa za kipekee za kuunganisha seli za mwenyeji. Giardia lamblia ya protozoan, ambayo husababisha ugonjwa wa tumbo giardiasis, hutumia diski kubwa ya wambiso inayojumuisha microtubules ili kushikamana na mucosa ya tumbo. Wakati wa kujitoa, flagella ya G. lamblia huhamia kwa namna ambayo huchota maji kutoka chini ya diski, na kusababisha eneo la shinikizo la chini linalowezesha kujitoa kwa seli za epithelial. Giardia haina kuvamia seli za matumbo bali husababisha kuvimba (labda kwa njia ya kutolewa kwa vitu vya cytopathic vinavyosababisha uharibifu wa seli) na hupunguza villi ya tumbo, kuzuia ngozi ya virutubisho.

Baadhi ya protozoans wana uwezo wa tofauti ya antigenic. Plasmodium falciparum (moja ya mawakala causative ya malaria) inakaa ndani ya seli nyekundu za damu, ambapo hutoa protini ya utando wa adhesini inayojulikana kama PfemP1. Protini hii inaonyeshwa juu ya uso wa erythrocytes zilizoambukizwa, na kusababisha seli za damu kushikamana na kuta za mishipa ya damu. Utaratibu huu huzuia mtiririko wa damu, wakati mwingine husababisha kushindwa kwa chombo, upungufu wa damu, homa ya manjano (njano ya ngozi na sclera ya macho kutokana na buildup ya bilirubin kutoka seli nyekundu za damu lysed), na hatimaye kifo. Ingawa PfemP1 inaweza kutambuliwa na mfumo wa kinga ya mwenyeji, tofauti za antigenic katika muundo wa protini baada ya muda huzuia kutambuliwa kwa urahisi na kuondolewa. Hii inaruhusu malaria kuendelea kama maambukizi sugu kwa watu wengi.

Sababu za virulence za Trypanosoma brucei, wakala wa causative wa ugonjwa wa usingizi wa Afrika, ni pamoja na uwezo wa kuunda vidonge na kufanyiwa tofauti ya antigenic. T. brucei huepuka phagocytosis kwa kuzalisha kanzu kubwa ya glycoprotein ambayo inafanana na capsule ya bakteria. Baada ya muda, antibodies jeshi ni zinazozalishwa kwamba kutambua kanzu hii, lakini T. brucei ni uwezo wa kubadilisha muundo wa glycoprotein kukwepa kutambuliwa.

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

Eleza jinsi tofauti ya antigenic na vimelea vya protozoan huwasaidia kuishi katika jeshi.

Helminth virulence

Helminths, au minyoo ya vimelea, ni vimelea vya eukaryotic vingi ambavyo vinategemea sana mambo ya virulence ambayo huwawezesha kupata kuingia kwa tishu za mwenyeji. Kwa mfano, aina ya mabuu ya majini ya Schistosoma mansoni, ambayo husababisha schistosomiasis, hupenya ngozi intact kwa msaada wa proteases ambayo kuharibu protini za ngozi, ikiwa ni pamoja na elastini.

Ili kuishi ndani ya mwenyeji kwa muda mrefu wa kutosha kuendeleza mzunguko wao wa maisha mara nyingi, helminths inahitaji kuepuka mfumo wa kinga. Baadhi ya helminths ni kubwa sana kwamba mfumo wa kinga haufanyi kazi dhidi yao. Wengine, kama vile vidonda vya watu wazima (vinavyosababisha trichinosis, ascariasis, na magonjwa mengine), huhifadhiwa na cuticle ngumu ya nje.

Zaidi ya mzunguko wa maisha yao, sifa za uso wa vimelea hutofautiana, ambazo zinaweza kusaidia kuzuia majibu ya kinga ya ufanisi. Baadhi ya helminths huonyesha polysaccharides inayoitwa glycans juu ya uso wao wa nje; kwa sababu glycans hizi zinafanana na molekuli zinazozalishwa na seli za jeshi, mfumo wa kinga unashindwa kutambua na kushambulia helminth kama mwili wa kigeni. Hii “ujanja wa glycan,” kama ilivyoitwa, hutumika kama vazi la kinga linalowezesha helminth kuepuka kugundua na mfumo wa kinga. ³

Mbali na kuepuka ulinzi wa jeshi, helminths inaweza kuzuia kikamilifu mfumo wa kinga. S. mansoni, kwa mfano, huharibu antibodies ya jeshi na proteases. Helminths huzalisha vitu vingine vingi vinavyozuia vipengele vya ulinzi wa jeshi maalum na usio na kawaida. Pia hutoa kiasi kikubwa cha nyenzo ndani ya jeshi ambalo linaweza kuzidisha mfumo wa kinga au kusababisha kujibu vibaya.

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

Eleza jinsi helminths kuepuka kuharibiwa na mfumo wa kinga mwenyeji.

Dhana muhimu na Muhtasari

• Vimelea vya vimelea na vimelea hutumia utaratibu wa pathogenic na mambo ya virulence ambayo ni sawa na yale ya vimelea vya bakteria.
• Fungi huanzisha maambukizi kupitia mwingiliano wa adhesini na receptors kwenye seli za jeshi. Baadhi ya fungi huzalisha sumu na exoenzymes zinazohusika katika uzalishaji wa magonjwa na vidonge vinavyotoa ulinzi wa phagocytosis.
• Protozoa kuambatana na seli lengo kupitia taratibu tata na inaweza kusababisha uharibifu wa seli kwa njia ya kutolewa kwa vitu cytopathic. Baadhi ya protozoa huepuka mfumo wa kinga kupitia tofauti ya antigenic na uzalishaji wa vidonge.
• Vidudu vya helminthic vinaweza kuepuka mfumo wa kinga kwa kufunika nje yao na molekuli za glycan ambazo zinawafanya zionekane kama seli za jeshi au kwa kukandamiza mfumo wa kinga.

maelezo ya chini

1. 1 K. Fallon et al. “Jukumu la Proteases Aspartic katika Kusambazwa Candida albicans Maambukizi katika panya.” Kuambukizwa na Kinga 65 namba 2 (1997) :551—556.
2. 2 C.P. Wild na wenzake. “In-utero yatokanayo na aflatoxin katika Afrika magharibi.” Lancet 337 hakuna 8757 (1991) :1602.
3. 3 I. van Die, R.D. Cummings. “Ujanja wa Glycan na Helminths ya Vimelea: Mkakati wa Kubadilisha Jibu la Kinga ya Jeshi?” Glycobiology 20 № 1 (2010) :2—12.