Гонококки (Neisseria gonorrhoeae)
Neisseria gonorrhoeae - грамотрицательный диплококк . Клетки, обращенные плоской поверхностью друг к другу, напоминают кофейные зерна. Бактерия продуцирует оксидазу. В отличие от других представителей рода Neisseria, гонококки ферментируют глюкозу и не ферментируют мальтозу, сахарозу и лактозу. Кроме того, для идентификации используют олигонуклеотидные зонды и иммунологические методы.
На поверхности гонококков в течение первых 20 ч культивирования видны тонкие нитевидные структуры - фимбрии (пили) . Они позволяют бактерии прикрепляться к эпителиальным клеткам и препятствуют ее захвату нейтрофилами. Фимбрии состоят из множества одинаковых белковых субъединиц. Эта субъединица называется пилином и имеет молекулярную массу около 20000. В составе пилина есть консервативные и вариабельные участки. Перестройки хромосом, ведущие к экспрессии любого из множества неактивных генов пилина, сопровождаются изменениями антигенного состава фимбрий.
Другие перестройки хромосом приводят к тому, что обладающий фимбриями гонококк (Pil+) утрачивает их (то есть становится Pil-). Это явление известно как смена фаз роста . Исследования на добровольцах показали, что при введении в мочеиспускательный канал уретрит вызывают только гонококки, обладающие фимбриями .
Для связывания возбудителя с эпителиальными клетками необходим еще один белок - белок PilC , расположенный на кончиках фимбрий и подверженный таким же изменениям, как и пилин .
Изменения антигенного состава фимбрий позволяют гонококкам прикрепляться к разным эпителиальным клеткам и уклоняться от иммунного ответа, смена фаз роста - отрываться от эпителиальных клеток и разноситься с кровью по всему организму.
Генетическая изменчивость гонококков, по-видимому, обусловлена рекомбинацией хромосомных генов разных штаммов.
Гонококки обладают трехслойной наружной мембраной, в состав которой входят белки нескольких классов, включая белки PI, PII и PIII, и липоолигосахарид ( рис. 150.1 ).
Присутствие белков PII делает колонии непрозрачными, поэтому их называют Ора-белками (от слова opaque - "мутный"). Подобно фимбриям , Ора-белки принимают участие в адгезии гонококков к человеческим клеткам. У каждой бактерии имеется до двенадцати генов, кодирующих Ора-белки ; при этом одновременно экспрессируется от нуля до трех и более генов. Некоторые Ора-белки участвуют в адгезии гонококков к нейтрофилам и последующем фагоцитозе, другие - в склеивании гонококков между собой, которое хорошо заметно при окраске по Граму отделяемого из мочеиспускательного канала. В отделяемом из мочеиспускательного канала у мужчин и в материале, полученном из канала шейки матки в середине менструального никла, преобладают гонококки, образующие непрозрачные колонии (то есть имеющие Ора-белки ). В крови, синовиальной жидкости, материале, полученном из канала шейки матки во время менструации и из маточных труб, преобладают гонококки, образующие прозрачные колонии.
Белок PI - главный белковый компонент наружной мембраны гонококков. Его молекулярная масса у разных штаммов колеблется от 34600 до 37700. Молекулы белка PI образуют трехмерные структуры - порины , пронизывающие наружную мембрану каналы. Эти каналы проницаемы только для анионов. Вместе с белком PIII и липоолигосахаридом белок PI формирует и другие сложные структуры наружной мембраны. Показано, что белок PI способен отрываться от наружной мембраны гонококков и быстро встраиваться в мембрану эпителиальных клеток человека, формируя в ней каналы. Этот процесс, по-видимому, служит первым этапом эндоцитоза - проникновения возбудителя в эпителиальные клетки.
Липоолигосахарид гонококков состоит из липида A и олигосахарида. В отличие от липополисахаридов энтеробактерий , он имеет разветвленное сахаридное ядро и не имеет боковой цепи (О-антигена). Липоолигосахарид подвержен изменениям антигенного состава, что, по-видимому, позволяет гонококкам уклоняться от иммунного ответа. Механизм этого явления неясен; возможно, в его основе лежат изменения экспрессии генов гликозилтрансфераз, участвующих в синтезе самого липоолигосахарида.
Гонококки способны переносить остаток сиаловой кислоты с человеческой цитидинмонофосфат-N-ацетилнейраминовой кислоты на свой липоолигосахарид. В результате они становятся нечувствительными к бактерицидному действию сыворотки; нарушается и взаимодействие между экспрессирующими Ора-белки гонококками и нейтрофилами .
Гонококки, которых обнаруживают в отделяемом из мочеиспускательного канала, имеют в своем составе остаток сиаловой кислоты; следовательно, сиалирование происходит in vivo. Показано, что липоолигосахарид по строению и иммунохимическим свойствам близок человеческим гликосфинголипидам .
В капсуле гонококков полисахариды не обнаружены. Возможно, их функцию выполняют высокомолекулярные фосфаты.
В настоящее время эпидемиологи характеризуют выделенные штаммы Neisseria gonorrhoeae по антигенным свойствам белка РI (серотипирование) и по потребностям в питательных веществах (ауксотипирование, или идентификация ауксотрофных мутантов). В отличие от антигенных свойств фимбрий и Ора-белков , антигенные свойства белка PI постоянны у одного штамма и различаются у разных штаммов. Существуют две формы этого белка - белок РIA и белок PIB , каждый штамм содержит только одну из них. Гены, кодирующие белки PIA и PIB, - аллельные варианты одного гена.
Моноклональные антитела к различным антигенным детерминантам этих белков позволяют разделить гонококков на серотипы: от IA1 до IA24 и от IВ1 до IВ32.
В большинстве групп населения возбудителями гонореи служат ограниченное количество серотипов и ауксотипов. Новые методы, в частности анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК и определение Ора-белков , сделают типирование гонококков более точным.
Neisseria gonorrhoeae: Устойчивость к антибиотикам
Смотрите также:
