VIRULENZFAKTOREN: WAS SIE SIND UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die Virulenzfaktoren sind die Fähigkeiten von Mikroorganismen, über toxische Moleküle, Bakterien und andere Krankheitserreger in das Gewebe eines Wirts einzudringen, um Nahrung oder fixierte Zellen zu erhalten. Daher könnte der Wirt krank werden, wenn sein Immunsystem die Virulenzfaktoren des Erregers nicht stoppen kann.

Bei einigen Arten können einer oder mehrere dieser Faktoren fehlen, und wenn sie nicht vorhanden sind, kann die Fähigkeit, die Krankheit zu verursachen, abgeschwächt sein oder vollständig fehlen.

Farbige rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Bakteriums, das Gonorrhoe verursacht, Neisseria Gonorrhoe. Entnommen und bearbeitet von: NIAID.

Was sind Virulenzfaktoren?

Virulenzfaktoren sind normalerweise Proteintoxine oder andere Moleküle, die vom Erreger produziert werden, um das Immunabwehrsystem des Wirts zu umgehen. Sie umfassen jedoch auch strukturelle Komponenten wie Kapseln, Flagellen und Fimbrien oder Pilis, die es ihm ermöglichen, die Wirtszelle zu erreichen oder sich vor ihr zu schützen.

Kapsel

Die Kapsel ist eine Schleimhülle, die hauptsächlich aus Polysacchariden besteht, die sowohl von grampositiven als auch von gramnegativen Bakterien produziert werden können und sich außerhalb der Zellwand befinden.

Die Kapsel ist für die Bakterien nicht lebenswichtig, da ihr Verlust ihre Lebensfähigkeit nicht beeinträchtigt, aber sie kann Veränderungen in der Morphologie der Kolonie und den Verlust ihrer Virulenz verursachen. Zum Beispiel gibt es mehrere Stämme von Haemophilus influenzae, die durch das Vorhandensein oder Fehlen der Kapsel unterschieden werden können.

Es gibt sechs Serotypen dieses Bakteriums (a. B, c, d, e und f), die Kapseln aufweisen, von denen jeder antigenisch unterschiedlich ist. Von diesen Kolonien hat Haemophilus influenzae Serotyp b eine Kapsel aus Polyribosylribitolphosphat, die es vor Phagozytose schützt und der Hauptstamm ist, der für Krankheiten beim Menschen verantwortlich ist.

Geißel

Das Flagellum ist eine lange, bewegliche, peitschenförmige Struktur, die normalerweise für Bewegungen verwendet wird. Es ist in Bakterien und anderen einzelligen Organismen sowie in einigen Zellen mehrzelliger Organismen vorhanden.

Manchmal wird das Flagellum als Virulenzfaktor angesehen. Beispielsweise zeigt es bei Pseudomonas eine positive Chemotaxis gegenüber einigen Molekülen wie Zuckern. Darüber hinaus wurde die Virulenz in diesen Bakterien mit dem Vorhandensein eines Flagellums in Verbindung gebracht, da einige Mutanten, denen es fehlt, kaum Infektionen verursachen.

Fimbrien

Die Fimbrien oder Pilis sind Strukturen, die hauptsächlich in gramnegativen Bakterien vorkommen. Sie sind filamentös, proteinhaltig, kürzer und dünner als Flagellen und unterscheiden sich von Flagellen, weil sie nicht zur Verdrängung verwendet werden.

Bei einigen Bakterienarten gelten diese Strukturen als Virulenzfaktoren, da sie eine wichtige Rolle bei der Anhaftung und Besiedlung von Schleimhautoberflächen spielen. Sie sind auch an einer flagellenunabhängigen Oberflächentranslokationsmethode beteiligt, die als Zuckungsmotive bezeichnet wird.

Ein Beispiel für diese Strukturen als Virulenzfaktor sind die in Pseudomonas aeruginosa vorhandenen Pilis vom Typ IV oder N-Methylphenylalanin-Pilis.

Adhäsine

Bakterien produzieren verschiedene Arten von Faktoren, die es ihnen ermöglichen, effektiv an den Geweben ihres Wirts zu haften. Diese Substanzen binden an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche von Geweben und verhindern so deren Elimination durch den Wirt.

Adhäsine umfassen Lipoteichonsäuren, trimere selbsttransportierende Adhäsine und hämagglutinierende Pilis. Beispielsweise besitzen Corynebacteria diphteriae adhäsive Eigenschaften, die unabhängig von der Produktion von Diphtherietoxinen sind und auf Faktoren wie Hämagglutinine, Hydrophobine, exponierte Zuckerreste und Enzyme mit Transialidase-Aktivität zurückzuführen sind.

Helycobacter pylori-Virulenzfaktor. Entnommen und bearbeitet von: user: Y_tambe.

Immunsuppressiva

Einige Virulenzfaktoren wirken, indem sie die von den Wirten verwendeten immunologischen Substanzen eliminieren. Beispielsweise besitzen Bakterien wie Streptococcus pyogenes Immunglobulinproteasen. Immunglobuline sind Antikörper, die Bakterien durch Mechanismen wie Opsonisierung angreifen und zerstören.

Mycobacterium ulcerans, der Erreger des Buruli-Ulkus beim Menschen, produziert ein Immunsuppressivum namens Mycolacton. Dieses Toxin verursacht auch eine Gewebezerstörung.

Immunevasion

Die Hauptkomponenten der Außenmembran von gramnegativen Bakterien sind Lipopolysaccharide und Lipooligosaccharide. Die Struktur der Lipooligosaccharide, aus denen die Haemophilus influenzae-Membran besteht, ahmt die Glycosphingolipide des Menschen nach, um dem Nachweis durch das Immunsystem zu entgehen.

Zerstörerische Enzyme

Einige Bakterien produzieren verschiedene Enzyme, die das Wirtsgewebe schädigen. Beispielsweise produziert Porphyromonas gingivalis Polysaccharidasen und eine hohe Anzahl von Proteasen, die viele der Komponenten der extrazellulären Matrix von Wirtsgeweben abbauen.

Dieses Bakterium ist für Parodontalerkrankungen verantwortlich und die durch seine Enzyme verursachte Zerstörung ist die Hauptverantwortung für die Entzündung, die bei dieser Art von Krankheit beobachtet wird.

Andere von Bakterien produzierte Enzyme umfassen Hyalurodinase, Lipasen, DNasen und Hämolysine.

Endotoxine

Das Lipopolysaccharid, das Teil der Außenmembran von gramnegativen Bakterien ist, besteht aus drei Teilen, Lipid A, einem zentralen Polysaccharid und Polysaccharid O. Lipid A ist in die Membran eingetaucht und besitzt aufgrund dessen die toxische Aktivität Lipopolysaccharid wird auch Endotoxin genannt.

Wenn eine bakterielle Lyse auftritt, wird Endotoxin freigesetzt und stimuliert die Freisetzung von Pyrogenen, Proteinen, die Fieber verursachen. Es kann auch einen endotoxischen Schock verursachen, der zum Tod führen kann.

Exotoxine

Sie sind Substanzen, die von verschiedenen Gruppen von Bakterien freigesetzt werden, die eine breite Palette von Wirkungen haben und unter anderem Neurotoxine, Cytotoxine, Calagenasen, Lipasen, Lecithinasen, DNasen, RNasen, Hämolysine umfassen. Die wirksamsten bisher bekannten Exotoxine sind Tetanus und Botulismus, die von Clostridium tetani bzw. C. botulinum ausgeschieden werden.

Andere Virulenzfaktoren

Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren gibt es andere wie Polyketide, Siderophore, Alginate, Faktoren, die GTPasen steuern, und andere, die die Immunantwort des Wirts modifizieren (zum Beispiel Neuraminidase).

Beispiele

Neisseria Gonorrhoe

Neisseria gonorrhoeae ist ein intrazellulärer Diplokokkus, der für die sexuell übertragbare Krankheit verantwortlich ist, die als Gonorrhoe oder Gonorrhoe bekannt ist. Bei dieser Art haben Forscher verschiedene Virulenzfaktoren identifiziert, unter denen sie Pilis oder Fimbrien, Proteine ​​I (Por), II (Opa) und III (U / min), Bestandteile der Außenmembran, erwähnen.

Virulenzfaktoren sind auch Lipooligosaccharide, Peptidoglycan und andere Proteine ​​wie Lip (H8) und Fbp. Sie produzieren auch eine IgA1-Protease, die für die Inaktivierung eines wichtigen Immunglobulins in der menschlichen Schleimhaut namens IgA1 verantwortlich ist.

Helicobacter pylori

Helicobacter pylori ist die Hauptursache für einige Magen-Darm-Erkrankungen wie Gastritis, Magengeschwüre und auch einige Arten von Neoplasien.

Für diese Spezies sind mehrere Virulenzfaktoren beschrieben, darunter: a) die Aktivität von Urease, einem Enzym, das die Hydrolyse von Harnstoff katalysiert, um Ammonium und Carbamat bereitzustellen, die Läsionen im Magenepithel verursachen können; b) andere Adhäsionsfaktoren, die für die Besiedlung von Bakterien erforderlich sind.

Hämagglutinine induzieren Veränderungen in der Immunantwort aufgrund der Tatsache, dass sie eine biochemische Zusammensetzung haben, die der einiger in Blutgruppen vorhandener Antigene ähnlich ist. Darüber hinaus hat es ein Gen, das mit Vakuolisierung assoziiert ist, und ein anderes mit zytotoxischer Aktivität, die nur in virulenten Stämmen vorhanden sind.

Meningokokken

Die bakterielle Meningitis ist eine ansteckende Krankheit, die durch Neisseria meningitidis oder Meningokokken verursacht wird. Zu den Virulenzfaktoren für dieses Bakterium gehören die Polysaccharidkapsel, die es vor der Entzündungsreaktion des Wirts schützt, und die Pili vom Typ IV, die die Bakterienadhäsion fördern.

Andere Virulenzfaktoren dieser Spezies sind Klasse-5-Proteine ​​(Opa) und Opc, IgA1-Proteasen sowie Komponenten der Zellwand.

Verweise

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