Некоторые патогенные бактерии резистентны к действию бактерицидных факторов тканей хозяина за счет функции не­которых структурных элементов. Так, поли-D-глютаматная капсула В. anthracis предохраняет бактериальную клетку от катионных белков (называемых агрессинами) в сыворотках и фагоцитах. Поверхностные липополисахариды (ЛПС) грамотрицательных бактерий предохраняют клетки от комплемент-опосредованного лизиса или от действия лизоцима. Однако большинство бактерий обладают добавочными факторами, ко­торые помогают бактериям выстоять против фагоцитарного и иммунного ответа хозяина.

Бактерии, которые легко перевариваются и убиваются фа­гоцитами, обычно не могут вызвать инфекцию. Однако пато­генные бактерии в процессе эволюции выработали целый ряд механизмов, помогающих им не только избежать фагоцитоза и уничтожения, но и выжить и размножиться внутри фагоцитов. Как известно, процесс фагоцитоза включает следующие этапы:

  • контакт между фагоцитом и микробной клеткой;
  • поглощение;
  • образование фагосомы;
  • слияние фагосомы и лизосомы;
  • уничтожение и переваривание.

15.6.1. Подавление стадии поглощения

Некоторые бактерии продуцируют биологически активные вещества, способные препятствовать их поглощению фагоци­тами. Как правило, это компоненты бактериальной клетки.

Классическими примерами антифагоцитарных факторов явля­ются:

  • полисахаридные капсулы S. pneumoniae, Н. influenzae, Т. pal­lidum, К. pneumoniae;
  • М-белок и фимбрии группы А стрептококков;
  • поверностный полисахарид P. aeruginosa;
  • О-антиген, ассоциированный с ЛПС Е. coli;
  • K-антиген (кислый полисахарид) Е. coli или Vi-антиген S. typhi;
  • белок A S. aureus. Белок А связывается с Fc-доменом IgG и блокирует цитофильный домен антитела. Таким образом, способность IgG реагировать, как опсонин, подавляется и опсонин-опосредованное переваривание блокируется.

15.6.2.   Выживание внутри фагоцита

Некоторые бактерии выживают внутри макрофага или нейтрофила. Такие бактерии обычно называют внутриклеточными паразитами. В этом случае внутриклеточная среда фагоцита предохраняет бактерии на первых стадиях инфекции до тех пор, пока они не будут способны синтезировать полный набор факторов патогенности. Внутри клетки бактерии защищены от активности внеклеточных бактериоцидинов, антител и лекар­ственных препаратов. К внутриклеточным патогенам относятся М. tuberculosis, L. monocytogenes, S. typhi, S. dysenteriae, Y. pestis, B. species, L. pneumophila, Rickettsia, Chlamydia и др. Большин­ство внутриклеточных паразитов имеют генетически кодиро­ванные механизмы проникновения и выживания внутри кле­ток. Эти системы состоят из различных факторов патогеннос­ти, которые называют инвазинами. Так, клетки L. pneumophila включают в свою поверхность компонент комплемента С3b и используют этот белок для связывания бактерий с поверхнос­тью макрофага. После поглощения бактерии остаются в ваку­олях, которые не сливаются с лизосомами благодаря раствори­мому белку легионелл. Клетки сальмонелл содержат оперон инвазина (inv А – Н), который кодирует факторы, регулирую­щие проникновение внутрь клеток. Сходный инвазии иденти­фицирован у иерсиний.

Внутриклеточные бактерии выживают благодаря механиз­мам, блокирующим бактерицидные вещества хозяина.

15.6.3.   Подавление слияния фагоцитарных лизосом с фагосомами

Бактерии выживают внутри фагосом вследствие того, что блокируют доставку внутрь фагосом лизосомального содержи­мого (комплекс протеолитических ферментов). Эту стратегию используют Salmonella, М. tuberculosis, Legionella и Chlamydia. Микобактерии синтезируют сульфатиды, которые выходят из фагосом и модифицируют лизосомальные мембраны таким образом, что слияние становится невозможным. Аналогичные вещества продуцируются Legionella и Chlamydia.

15.6.4.   Выживание внутри фагосом

Некоторые бактерии обладают выраженной резистентнос­тью по отношению к лизосомальному содержимому даже после слияния фагосомы и лизосомы. О факторах, которые обеспечивают такую резистентность, известно мало. Так, Mycobac­terium leprae растет внутри фагосом даже после их слияния с лизосомами. Микобактерии имеют воскообразную гидрофоб­ную клеточную стенку и миколевые кислоты (капсульный ком­понент), обеспечивающие резистентность к лизосомальным фер­ментам. По-видимому, также клеточные компоненты Brucella интерферируют с бактерицидными механизмами фагоцитов. Клетки Staphylococcus продуцируют каталазу и супероксиддис-мутазу, которые могут нейтрализовать токсические кислород­ные радикалы, которые генерируются NADPH-оксидазой в фагоцитах. Компоненты клеточных мембран и капсул грамотрицательных бактерий (Salmonella, Yersinia, Brucella, Е. coli) могут предохранять пептидогликановый слой от литических ферментов. В.anthracis недоступны для переваривания за счет капсулы, построенной из поли-D-глютамата.

15.6.5.   Выход из фагосом

Выход из фагосомальной вакуоли является решающим зве­ном для дальнейшего роста вирулентности некоторых бакте­рий. Например, Rickettsia входят в клетку в составе фагосом и уже через 30 с обнаруживаются в цитоплазме клетки. Это обеспечивается благодаря лизису фагосом ферментом фосфолипазой А. В случае Listeria тот же эффект обеспечивается, по-видимому, посредством листериолина О и двух форм фосфолипазы С. Оказавшись в цитоплазме, Listeria двигаются по ходу полимеризации актина. Shigella также лизируют фагосомы и индуцируют полимеризацию актина для внутриклеточного передвижения и межклеточного распространения.

15.6.6.   Вещества, убивающие или разрушающие макрофаги

Одним из выясненных свойств бактерий, таких как защита против фагоцитоза, является прямая атака на профессиональ­ные макрофаги. Вещества, способные вызывать гибель макро­фагов, называют агрессинами. Большинство из них является ферментами или токсинами.

15.6.7.       Разрушение макрофагов до поглощения

Многие грамположительные бактерии, особенно кокки, продуцируют внеклеточные вещества, которые убивают макро­фаг. Некоторые из этих ферментов известны под названием гемолизины из-за их способности лизировать эритроциты. На­пример, патогенные стрептококки продуцируют гемолизин О, который связывается с холестерином на мембранах. Этот белок лизирует лизосомы, в результате чего их содержимое попадает в цитоплазму нейтрофилов, что ведет к гибели клетки. Сход­ным механизмом обладает лейкоцидин Staphylococcus. Кроме гемолизинов, гибель макрофагов может наступить в результате действия токсина, например экзотоксина А, продуцируемого P. aeruginosa. Такие вещества, как отечный фактор В. anthracis и аденилатциклаза Bordetella, резко снижают активность мак­рофагов.

15.6.8.       Уничтожение фагоцитов после поглощения

Некоторые бактерии обладают токсическим действием на фагоциты после их поглощения. Они размножаются в фагосо-мах и продуцируют вещества, которые проходят через мембра­ну фагосом и лизируют лизосомы. Многие внутриклеточные паразиты (Mycobacterium, Brucella, Listeria) в конечном итоге разрушают макрофаги, однако механизм этого разрушения не­известен.