Возбудитель дифтерии: что такое Corynebacterium diphtheriae и ее токсин

Понимание природы инфекционных заболеваний начинается с изучения их возбудителей. В случае дифтерии, серьезного бактериального заболевания, ключевую роль играет микроорганизм Corynebacterium diphtheriae и вырабатываемый им мощный дифтерийный токсин. Знание этих аспектов позволяет не только разобраться в механизмах развития болезни, но и осознать важность профилактических мер. Эта бактерия и ее токсин являются главными виновниками всех клинических проявлений дифтерии, определяя ее тяжесть и потенциальную опасность для жизни.

Corynebacterium diphtheriae: основные характеристики возбудителя

Corynebacterium diphtheriae — это грамположительная бактерия, имеющая форму палочки. Она относится к семейству Corynebacteriaceae и является единственным видом, способным вызывать дифтерию у человека. Отличительной особенностью этих микроорганизмов является их форма: они часто располагаются под углом друг к другу, напоминая буквы латинского алфавита или частокол. Основные свойства и особенности Corynebacterium diphtheriae:

• Морфология: Бактерии имеют вид тонких, слегка изогнутых палочек, длиной 1-8 мкм и шириной 0,3-0,8 мкм. Они неподвижны, не образуют спор и капсул.
• Окраска по Граму: Являются грамположительными, что означает, что они удерживают кристаллы генцианвиолета после промывания спиртом и окрашиваются в сине-фиолетовый цвет при микроскопии.
• Тип дыхания: Corynebacterium diphtheriae являются факультативными анаэробами, что позволяет им расти как в присутствии кислорода, так и в его отсутствие, хотя оптимальный рост наблюдается в аэробных условиях.
• Среда обитания: Основным резервуаром и источником инфекции является человек. Бактерия колонизирует слизистые оболочки верхних дыхательных путей (носоглотка, миндалины) и, реже, кожу.
• Токсигенность: Не все штаммы Corynebacterium diphtheriae способны вырабатывать дифтерийный токсин. Токсигенность (способность производить токсин) обусловлена инфицированием бактерии специфическим умеренным бактериофагом (вирусом бактерий), который несет ген tox (ген токсина). Без этого бактериофага штамм остается нетоксигенным и не может вызвать полную картину дифтерии, хотя может стать причиной локального воспаления.

Понимание этих особенностей позволяет специалистам точно идентифицировать Corynebacterium diphtheriae в лабораторных условиях и разрабатывать эффективные стратегии борьбы с распространением дифтерии.

Дифтерийный токсин: ключевой фактор патогенности

Дифтерийный токсин — это мощный белковый экзотоксин, который является основным фактором вирулентности Corynebacterium diphtheriae. Именно этот токсин, а не сама бактерия, вызывает тяжелые системные проявления дифтерии. Он относится к категории А-В токсинов, что указывает на его сложную структуру и механизм действия.

Механизм действия токсина дифтерии на клетки

Дифтерийный токсин состоит из двух функциональных субъединиц, А и В, соединенных дисульфидной связью. Каждая субъединица играет свою уникальную роль в патологическом процессе:

• B-субъединица (связывающая): Отвечает за специфическое связывание токсина с рецепторами на поверхности клеток-мишеней. Эти рецепторы широко представлены на клетках сердца, нервной системы, почек и надпочечников, что объясняет преимущественное поражение именно этих органов при дифтерии. После связывания В-субъединица инициирует процесс проникновения токсина внутрь клетки путем эндоцитоза (поглощения клеткой).
• A-субъединица (каталитическая): После проникновения в клетку А-субъединица отделяется от В-субъединицы и проявляет свою ферментативную активность. Она является мощным ингибитором синтеза белка в клетке. Это достигается путем АДФ-рибозилирования (присоединения остатка АДФ-рибозы) фактора элонгации 2 (EF-2). Фактор элонгации 2 критически важен для перемещения рибосомы по матричной РНК во время синтеза белка. Инактивация EF-2 приводит к полной остановке синтеза белка в пораженной клетке.

Таким образом, даже очень небольшое количество дифтерийного токсина способно необратимо повредить клетки, что приводит к их гибели и нарушению функций органов. Именно поэтому дифтерийная интоксикация может быстро прогрессировать и вызывать серьезные осложнения, такие как миокардит (воспаление сердечной мышцы), полинейропатии (повреждение нервов) и нефропатии (поражение почек). Раннее введение противодифтерийной сыворотки, содержащей антитоксины, крайне важно, так как она может нейтрализовать только свободный токсин, который еще не успел связаться с рецепторами клеток и проникнуть внутрь. После того как токсин попал в клетку, его действие становится практически необратимым.

Почему понимание возбудителя и его токсина так важно

Глубокое понимание природы Corynebacterium diphtheriae и механизма действия ее токсина имеет критическое значение для своевременной диагностики, эффективного лечения и, что самое главное, для успешной профилактики дифтерии. Когда вы понимаете, что именно стоит за болезнью, вы можете лучше оценить риски и необходимость защитных мер. Давайте рассмотрим, как знание этих аспектов помогает в борьбе с дифтерией: Таким образом, осознание роли возбудителя дифтерии и ее токсина формирует основу для ответственного отношения к вакцинации, которая является наиболее эффективным способом защиты от этого опасного заболевания. Это знание помогает принимать информированные решения о собственном здоровье и здоровье близких.

Список литературы

1. Инфекционные болезни: национальное руководство / Под ред. Н.Д. Ющука, Ю.Я. Венгерова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. — С. 138-150.
2. Микробиология, вирусология и иммунология. Учебник для студентов медицинских вузов / А.А. Воробьев, В.В. Медведев, М.Н. Муравьева и др. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: МИА, 2012. — С. 486-491.
3. Клинические рекомендации "Дифтерия" // Министерство здравоохранения Российской Федерации. — 2019.
4. World Health Organization (WHO). Diphtheria: Информационный бюллетень. Доступно по адресу: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diphtheria [Дата обращения: ХХ.ХХ.ХХХХ].
5. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / Под ред. А.А. Воробьева, А.С. Быкова, В.М. Зубкова. — 2-е изд. — М.: Медицинское информационное агентство, 2012. — С. 156-159.