Шигеллы – возбудители дизентерии и их характеристика

Возбудители дизентерии относятся к роду Shigella и представлены четырьмя видами: Sh.dysenteriae, Sh.flexneri, Sh.boydii. Sh.sonnei. Фиксация шигелл на поверхности клетки вызывает уплотнение нитей актина и аккумуляцию миозина около участка бактериального прикрепления. Образование микронитей позволяет сформироваться псевдоподиям, которые затем поглощают бактерии и формируют фагоцитарный пузырек. Важность полимеризации актина демонстрируется веществами — цитохалазинами В и D, которые предупреждают полимеризацию актина и таким образом останавливают внедрение бактерий.

У шигелл идентифицированы несколько генов, необходимых для инвазии в тканевые культуры. Эти гены известны как инвазивные плазмидные и расположены на большой 220-кб (kb) плазмиде. Было показано, что для инвазии бактерий в клетки требуется наличие на их поверхности протеинов В и С, синтез которых кодируется специальными генами. Лизирующая способность протеина В усиливается при снижении рН; падение рН от 7 до 5,5 в фагоцитарной вакуоли, вероятно, является пусковым моментом для начала лизиса мембраны фагосомы, в результате чего происходит ускользание микроба из вакуоли в цитоплазму, где шигелла начинает размножаться, причем цикл ее репликации наступает каждые 40 минут.

Когда бактерии размножаются, нити актина из цитоплазмы формируют «хвост» на одном конце микроба и играют роль пропеллера при выходе бактерии через клетку на пути инфицирования  к другой клетке.   Было  показано,  что шигеллы выделяют специальный протеин наружной мембраны межклеточного распространения (молекулярная масса 95 килодальтон), который, возможно, лизирует обе мембраны. В исследованиях на обезьянах установлено, что входными воротами для шигелл являются М-клетки слизистой оболочки толстой кишки. Эти клетки являются специализированными эпителиальными клетками, которые функционируют как антигенпредставляющие клетки подлежащей лимфоидной ткани. М-клетки слизистой кишечника являются естественными фагоцитами; бактерия, оказавшись внутри этих клеток, выходит через их нижнюю поверхность, входит в энтероциты через базолатеральные рецепторы, и после этого они распространяются межклеточно, то есть от клетки к клетке.

После инвазии шигелл следует смерть клетки, механизм которой неясен. Предполагается, что это может быть связано с истощением цитоплазматических субстратов за счет размножения бактерий или с уменьшением уровня АТФ в клетке макроорганизма, что, соответственно, сопровождается подъемом уровня пирувата Sh.dysentenae продуцирует экзотоксин, обладающий термолабильностью, выраженным тропизмом к нервной системе и слизистой оболочке кишечника. Остальные виды шигелл токсинов не образуют, но содержат вещества глюцидо-липидно-протеиновой природы — эндотоксины. Экзотоксин Sigella dysentenae (токсин Шига) является А-В токсином, который освобождается при лизисе клетки. Структура токсина Шига очень похожа на структуру холерного токсина; оба имеют одну энзиматическую субъединицу А и пять связывающихся субъединиц В.

Как и холерный токсин, субъединица В токсина Шига связывается с поверхностными гликолипидами клетки и таким образом токсин попадает внутрь. В отличие от других А-В токсинов, о которых шла речь, токсин Шига не АДФ-риболизирует G-протеин в клетке макроорганизма; токсин расщепляет связь аденозинового радикала в 28 S рибосомной РНК (рРНК), в результате чего происходит нарушение синтеза белка, при этом токсин не действует на бактериальные рибосомы, он инактивирует только эукариотные рибосомы.

Токсин Шига является наиболее вероятной причиной гемолитического уремического синдрома представленного на видео родов, потенциально фатальной формы почечной недостаточности, которая может развиться у детей вскоре после инфицирования S. dysentenae. Другие бактерии производят токсины, которые могут быть нейтрализованы антителами к токсину Шига, и поэтому они называются шигаподобными токсинами. Большинство из этих токсинов имеют аминокислотные последовательности, отличные от токсина Шига, и они не вызывают гемолитического уремического синдрома.