Вирулентность - Virulence

Об академическом журнале см. Вирулентность (журнал).

Вирулентность это возбудитель или микроб способность заразить или повредить хозяина.

В контексте ген для гена В системах, часто в растениях, вирулентность относится к способности патогена инфицировать устойчивого хозяина.[1] В большинстве других контекстов, особенно в системах животных, вирулентность означает степень повреждения микробом своей хозяин.[2] В патогенность организма - его способность вызывать болезнь - определяется его факторы вирулентности.[3][4] В имя существительное вирулентность происходит от прилагательное ядовитый. Вирулентный может описывать степень тяжести заболевания или патоген заразительность.[5] Слово ядовитый происходит от латинского слова вирулентус, что означает «отравленная рана» или «полная яда».[5][6]

В экология, вирулентность - это вызванная паразитами потеря хозяином фитнес. Вирулентность можно понять с точки зрения непосредственные причины - те особенности патогена, которые вызывают заболевание хозяина; основные причины - эволюционное давление, которое приводит к появлению вирулентных свойств у штамма патогена.[7]

Вирулентные бактерии

Способность бактерии вызвать заболевание, описывается с точки зрения количества инфекционных бактерий, пути проникновения в организм, эффектов защитных механизмов хозяина и внутренних характеристик бактерий, называемых факторы вирулентности. Многие факторы вирулентности так называемые эффекторные белки которые вводятся в клетки-хозяева с помощью специальных секреционных машин, таких как система секреции типа 3. Опосредованный хозяином патогенез часто важен, потому что хозяин может агрессивно реагировать на инфекцию, в результате чего защитные механизмы хозяина наносят ущерб тканям хозяина, пока инфекция противодействует.

Факторами вирулентности бактерий обычно являются белки или другие молекулы, которые синтезируются ферментами. Эти белки кодируются генами хромосомной ДНК, бактериофаг ДНК или плазмиды. Некоторые бактерии используют мобильные генетические элементы и горизонтальный перенос генов. Поэтому были предложены стратегии борьбы с некоторыми бактериальными инфекциями путем воздействия на эти специфические факторы вирулентности и мобильные генетические элементы.[8] Использование бактерий проверка кворума для синхронизации высвобождения молекул. Все это непосредственные причины заболеваемости хозяина.

Способы, которыми бактерии вызывают заболевание

  • Адгезия. Многие бактерии сначала должны связываться с поверхностью клеток-хозяев. Было идентифицировано множество бактериальных молекул и молекул-хозяев, которые участвуют в адгезии бактерий к клеткам-хозяевам. Часто клетка-хозяин рецепторы для бактерий необходимы белки для других функций. Из-за наличия слизистой оболочки и антимикробных веществ вокруг некоторых клеток-хозяев некоторым патогенам трудно установить прямую контактную адгезию.
  • Колонизация. Некоторые вирулентные бактерии производят специальные белки, которые позволяют им колонизировать части тела хозяина. Helicobacter pylori способен выжить в кислой среде желудка человека, производя фермент уреаза. Колонизация слизистой оболочки желудка этой бактерией может привести к язвы желудка и рак. Вирулентность различных штаммов Helicobacter pylori имеет тенденцию коррелировать с уровнем производства уреазы.
    Вторжение
  • Вторжение. Некоторые вирулентные бактерии производят белки, которые либо разрушают мембраны клеток-хозяев, либо стимулируют их собственные эндоцитоз или макро-пиноцитоз в клетки-хозяева. Эти факторы вирулентности позволяют бактериям проникать в клетки-хозяева и облегчают проникновение в организм через слои эпителиальной ткани на поверхности тела.
  • Ингибиторы иммунного ответа. Многие бактерии производят факторы вирулентности, которые подавляют защитные силы иммунной системы хозяина. Например, обычной бактериальной стратегией является производство белков, связывающих антитела хозяина. Полисахарид капсула из Пневмококк подавляет фагоцитоз бактерии иммунными клетками хозяина.
  • Токсины. Многие факторы вирулентности - это белки, производимые бактериями, которые отравляют клетки-хозяева и вызывают повреждение тканей. Например, есть много пищевое отравление токсины вырабатывается бактериями, которые могут заражать пищу человека. Некоторые из них могут оставаться в «испорченной» пище даже после приготовления и вызывать заболевание при употреблении зараженной пищи. Другие бактериальные токсины химически изменяются и инактивируются под воздействием высокой температуры приготовления.

Вирулентные вирусы

Вирус Факторы вирулентности позволяют ему реплицироваться, изменять защиту хозяина и распространяться внутри хозяина, и они токсичны для хозяина.[9]

Они определяют, возникает ли инфекция и насколько серьезны симптомы вирусного заболевания. Вирусы часто требуют рецепторных белков на клетках-хозяевах, с которыми они специфически связываются. Обычно эти белки клетки-хозяина представляют собой эндоцитозированный и связанный вирус затем попадает в клетку-хозяин. Вирулентные вирусы, такие как ВИЧ, что приводит к СПИД, имеют механизмы для обхода защиты хоста. ВИЧ заражает Т-хелперные клетки, что приводит к снижению адаптивного иммунного ответа хозяина и, в конечном итоге, к состоянию иммунодефицита. Смерть наступает в результате оппортунистических инфекций, вторичных по отношению к нарушению иммунной системы, вызванному СПИДом. Некоторые факторы вирусной вирулентности придают способность к репликации во время защитных воспалительных реакций хозяина, например, во время индуцированного вирусом высокая температура. Многие вирусы могут существовать внутри хоста в течение длительных периодов времени, в течение которых наносится небольшой ущерб. Чрезвычайно вирулентные штаммы со временем могут развиваться мутацией и естественный отбор внутри вирусной популяции внутри хозяина. Период, термин "нейровирулентный "используется для вирусов, таких как бешенство и простой герпес который может вторгнуться в нервная система и вызвать там болезнь.

Тщательно изучен модельные организмы из вирулентных вирусов включают вирус Т4 и другие Т-четные бактериофаги которые заражают кишечная палочка и ряд связанных бактерии.

В литический жизненный цикл вирулентных бактериофагов контрастирует умеренный жизненный цикл умеренных бактериофагов.[10][11]

Эволюция

Основная статья: Оптимальная вирулентность

Согласно с эволюционная медицина, оптимальная вирулентность увеличивается с горизонтальная передача (между не родственниками) и уменьшается с вертикальная передача (от родителя к ребенку). Это связано с тем, что пригодность хоста зависит от пригодности при вертикальной передаче, но не так привязана к горизонтальной передаче.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Тралл, Питер Х .; Бурдон, Джереми Дж. (14 марта 2003 г.). «Эволюция вирулентности в метапопуляции растений-хозяев-патогенов». Наука. 299 (5613): 1735–1737. Дои:10.1126 / science.1080070. ISSN  0036-8075. PMID  12637745.
  2. ^ Пирофски Л.А., Casadevall A (2012). «Вопросы и ответы: что такое патоген? Напрашивающийся вопрос». BMC Биология. 10: 6. Дои:10.1186/1741-7007-10-6. ЧВК  3269390. PMID  22293325.
  3. ^ MeSH - Медицинские предметные рубрики, Каролинский институт, 13 апреля 2010 г.
  4. ^ Биология онлайн. «Вирулентность». Биология онлайн.
  5. ^ а б Компактный оксфордский словарь английского языка ядовитый
  6. ^ Латинский словарь вирулентус
  7. ^ Encyclopdia Britannica Online, 25 мая 2009 г. «развитие болезней растений»
  8. ^ Кин, Э. С. (декабрь 2012 г.). «Парадигмы патогенеза: нацеливание на мобильные генетические элементы болезни». Границы клеточной и инфекционной микробиологии. 2: 161. Дои:10.3389 / fcimb.2012.00161. ЧВК  3522046. PMID  23248780.
  9. ^ Флинт, С. Джейн; Энквист, Линн У .; Racaniello, Vincent R .; Скалка, Анна Мари (2009). Принципы вирусологии. Vol. II Патогенез и контроль (3-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: ASM. С. 42–47. ISBN  978-1-55581-480-9.
  10. ^ Мэдиган М, Мартинко Дж (редакторы) (2006). Биология микроорганизмов Брока (11-е изд.). Прентис Холл. ISBN  978-0-13-144329-7.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (ссылка на сайт)
  11. ^ Энциклопедия Britannica Online, 2009. "литический фаг"