LBV114U-GENEL MİKROBİYOLOJİ
Ünite 3: Mikrobiyal Patojenite
Giriş
Hastalıkların nedenleri arasında patojenler, genetik faktörler, çevresel etkenler ve bağışıklık sisteminin uygunsuz tepkileri etkilidir. Mikroorganizmalar patojen (enfeksiyon yapan) ve apatojen (enfeksiyon yapmayan) olarak ikiye ayrılır. Patojenlerin enfeksiyon oluşturma kabiliyeti, konağın yaşı, beslenme ve immün sistemi gibi faktörlere bağlı olarak değişir. Ayrıca, mikroorganizmanın virülans faktörleri (hastalık oluşturma yeteneği), vücuda giriş yolu ve miktarı da önemlidir.
Konak ve Patojen İlişkisi
Patojenler, konakçı organizma üzerinde veya içinde yaşayan ve konakçıya metabolik olarak bağımlı olan organizmalardır. Eğer bir organizma konakçının yüzeyinde yaşıyorsa ektopatojen, içinde yaşıyorsa endopatojen olarak adlandırılır. Simbiyoz, mikroorganizmaların ve konakçı türlerin karşılıklı yarar sağlayacak şekilde bir arada yaşadığı bir durumdur. Kommensalizm, yalnızca mikroorganizmanın fayda sağladığı, konakçıya ise zarar vermediği veya fayda sağla- madığı bir birliktelik türüdür.
Hastalık Süreci (Patogenez), patojen mikroorganizmaların hayvan ve insanlarda hastalıklara neden olan farklı mekanizmalarını içerir. Patojen mikroorganizmalar (virüsler, bakteriler, patojenler vb.) konakçının vücuduna girer, çoğalır ve konakçı immün sisteminden kaçarak hastalıklara neden olur. Bulaşıcı hastalıklar, genellikle canlı bir patojenin veya toksik bir patojen ürününün konakçıya girmesi ile ortaya çıkar. Vücuda giren bir patojen, derideki bir yaradan yumuşak dokulara, solunum, mide-bağırsak veya genitoüriner sistemin mukozalarından girerek kan dolaşımı ile vücuda yayılabilmektedir.
Bulaşıcı hastalık, bir patojenin veya onun ürünlerinin varlığı nedeniyle konakçı vücudunun bir kısmının veya tamamının normal işlevlerini yerine getirememesi olarak tanımlanır. Hastalığa neden olan her tür organizma veya ajan aynı zamanda patojen olarak bilinir. Hastalık yaratma yeteneğine patojenite denir. Birincil patojenler, sağlıklı bir konakçıda doğrudan hastalığa neden olan organizmalardır. Buna karşın, fırsatçı (oportunistik) patojenler genellikle konağın bağışıklık sistemi zayıfladı- ğında veya diğer dokulara yayıldığında hastalık oluştururlar. Mikroorganizmanın henüz bulaşıcı olmadığı ve konakçıda hiçbir semptomunun bulunmadığı döneme latent evre adı verilir.
Konak-patojen ilişkilerinin sonuçları, mikro- organizmaların sayısı, patojenitenin derecesi (veya virülans) ve konağın savunma veya direnç derecesi gibi üç ana faktöre bağlıdır. “Virülans” terimi, Latince “virulentia” (zehir) kelimesinden gelir ve bir patojenin hastalık oluşturma derecesini ifade eder. Patojenite ise bir organizmanın hastalık oluşturma potansiyelini tanımlayan genel bir terimdir. Virülansı belirleyen özelliklere “virülans faktörler” denir. Virülans, üç temel özellik
tarafından tanımlanır: invaziv yetenek (patojenin komşu veya diğer dokulara yayılma kapasitesi), enfektivite (patojenin enfeksiyon odağını oluşturma yeteneği) ve patojenik potansiyel (patojenin neden olduğu hasarın derecesi). Patojenik potansiyelin önemli bir yönü olan toksijenite, patojenin hastalığa neden olan toksin veya kimyasal maddeler üretme kapasitesidir. Virülans, genellikle LD50 (letal doz 50) veya ID50 (enfektif doz 50) değerleri ile deneysel olarak ölçülür; bu değerler, belirli bir süre içinde konak hücrelerinin %50’sini öldüren veya %50’sini enfekte eden patojen dozunu/sayısını belirtir.
Virülans Faktörler
Virülans faktörler, toksinler, enzimler, ekzopolisakkaritler gibi salgılanan ürünlerin yanı sıra kapsüller; lipopolisakkaritler, glikopolisakkarit ve lipoproteinler gibi hücre yüzeyi yapılarını da kapsar.
Temel virülans faktörlerine örnekler aşağıda sıralanmıştır.
1. Adezinler (Yapışma Faktörleri), 2. Toksinler, 3. Enzimler, 4. Kapsül, 5. Hücre içi savunmadan kaçınma stratejileri, 6. Demir Bağlayıcı Proteinler
Koch’un Varsayımları ve Moleküler Koch Postülatları
Koch’un Varsayımları, Amerikalı bilim insanı Robert Koch tarafından 1890 yılında tanıtılan, bir mik- roorganizmanın belirli bir hastalığı yarattığını kanıtlamak için kullanılan dört temel kriterdir. Bu kriterler; (a) Hastalığa sahip bireylerde patojenin her zaman bulunması gerekmektedir; (b) patojen, hastalığa sahip olmayan bireylerden izole edilmelidir; (c) izole edilen patojen, sağlıklı bir konakçıya aktarıldığında aynı hastalığı yaratmalıdır ve (d) tekrar izole edilen mikroorganizma, ilk izole edilenle aynı olmalıdır.
Moleküler Koch’un Postülatları, 1988 yılında Stanley Falkow tarafından geliştirilen bir dizi kriterdir. 1. Hastalıkla ilişkili belirli bir fenotip (örneğin; virülans veya patojenite) sadece patojenik suşlarda bulunur. 2. Bu fenotipi etkileyen genler, patojenin DNA’sından izole edilebilir ve klonlanabilir. 3. Genlerin mutasyona uğratılması veya silinmesi, mikroorganizmanın hastalık yapma kabiliyetini azaltır veya ortadan kaldırır. 4. Mutasyona uğramış genlerin işlevinin geri kazandırılması veya rekombinant DNA teknolojisi ile genin başka bir mikroorganizmaya aktarılması, hastalık yapma özelliğini geri kazandırır veya yeni bir konakta hastalık yaratır.
Bu postülatlar, Koch’un varsayımlarından farklı olarak, belirli mikroorganizma genlerinin hastalık me- kanizmalarındaki rollerini doğrudan test etmeye olanak tanır ve genetik müdahaleleri içerir.
Hastalık Dönemleri
Hastalık dönemleri, beş aşamayı kapsar. Bunlar: 1. Kuluçka Dönemi: Bu dönem, patojenin konakçıya ilk girişinde başlar ve akut bir hastalık gelişmeden önce gerçekleşir. Patojen, konakçıda çoğalmaya başlar, ancak henüz hastalığın belirti ve semptomlarını yaratmada yeterli düzeye ulaşmamıştır. 2. Prodromal Dönem:
Kuluçka dönemini takip eden bu aşamada, patojen çoğalmaya devam eder ve konakçı, genellikle bağışıklık sisteminin tepkisi olarak ateş, ağrı, şişlik ve iltihaplanma gibi genel hastalık belirtileri yaşamaya başlar. 3. Hastalık Dönemi: Bu dönem, hastalık belirtileri ve semptomlarının en belirgin ve şiddetli olduğu evredir. 4. Gerileme Dönemi: Patojen sayısının azalmasıyla hastalık belirti ve semptomları hafiflemeye başlar. 5. İyileşme Dönemi: Hastalığın son evresidir, hasta, genel sağlık durumuna kademeli olarak döner.
Akut ve Kronik Hastalıklar
1. Akut Hastalıklar; Bu hastalıklar, patolojik değişikliklerin hızlı bir şekilde meydana geldiği ve kısa sürede belirgin semptomlarla karakterize olduğu durumları ifade eder. 2. Kronik Hastalıklar; Bu tür hastalıklarda patolojik değişiklikler uzun zaman dilimleri boyunca meydana gelir. 3. Latent Hastalıklar; Latent hastalıklar, patojenin aktif olarak çoğalmadığı ancak uzun süre konakçı içinde hareketsiz kaldığı durumları tanımlar. Mikrobiyal Patojenler
Mikrobiyal patojenler, konakçı organizmalarda hastalık oluşturma kapasitesine sahiptir, bakteri, virüs, mantar ve parazit gibi farklı mikroorganizma türlerinden oluşabilir. Hayvanlar, insanlarda görülen birçok bulaşıcı hastalığın rezervuarıdır. Aşağıda, hayvanlarda hastalık oluşturan bazı önemli patojenler ile insanlarda hastalık yapan patojenlere örnekler verilmiştir:
Bakteriyel Patojenler Brucella spp., Mycobacterium bovis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Mycobacterium tuberculosis kompleksi, Streptococcus pneumoniae, Salmonella spp., Vibrio cholerae, Neisseria gonorrhoeae.
Viral Patojenler Canine parvovirus, Avian influenza virus (Kuş Gribi), Rabies Virüsü (Kuduz), Parvovirüs, Feline İmmünodeficiency Virus (FIV), Equine Influenza Virus, Influenza Virüsü, Human İmmünodeficiency Virus (HIV), Hepatitis B ve Hepatitis C Virüsleri, Human Papilloma Virus (HPV), Coronavirüsler (SARS-CoV-2 dâhil), Herpes Simplex Virüsü (HSV), Rotavirüs, Varicella Zoster Virüsü (VZV), Ebola Virüsü.
Fungal Patojenler Microsporum canis, Aspergillus spp., Histoplasma capsulatum, Candida spp., Candida albicans, Aspergillus fumigatus, Cryptococcus neoformans, Dermatophytes (Trichophyton, Microsporum, ve Epidermophyton).
Parazit Patojenler Toxoplasma gondii, Heartworm (Dirofilaria immitis), Echinococcus granulosus, Sarcoptes scabiei, Fasciola hepatica, Plasmodium spp., Schistosoma spp., Enterobius vermicularis (pinworm), Giardia lamblia.
Enfeksiyon ve Patogenez Aşamaları
Enfeksiyon, patojenlerin dokuları istila etmesi, çoğalması ve konak dokuların enfeksiyöz ajana ve ürettikleri toksinlere tepki vermesidir. Memeli konaklar enfeksiyonlara genellikle inflamasyon içeren doğuştan gelen bir yanıtla tepki verir. Örneğin; bakteriler, toksin
üretimi (endotoksin-ekzotoksin) ve inflamasyon oluşumu olmak üzere iki ana mekanizma yoluyla hastalık semptomlarına neden olur.
Daha önceden de açıklandığı üzere virülans, bir mikroorganizmanın hastalık oluşturma kapasitesini belirler ve mikroorganizmaların gereken sayısına göre değerlendirilir. Örneğin; son derece öldürücü bir patojenin hastalık oluşturması için gereken mikroorganizma sayısı, daha az öldürücü olan bir mikroorganizmadan daha azdır. Bu durum, doğrudan mikroorganizmanın enfektif dozu ile ilişkilidir. Enfektif doz, patojenik bakteriler arasında de- ğişkenlik gösterir.
Enfeksiyonları tanımlamak için kullanılan üç epidemiyolojik terim vardır: Endemik, salgın ve pandemi. Endemik, belirli bir coğrafi bölgede sürekli ve genellikle düşük düzeyde görülen enfeksiyonları ifade eder. Salgın, normalden çok daha yüksek oranda ortaya çıkan enfeksiyonları tanımlar. Pandemi ise enfeksiyonun dünya genelinde hızla yayılmasını ifade eder.
Enfeksiyonların Sınıflandırılması
Konakçı-patojen ilişkisine göre enfeksiyonlar farklı sınıflandırılmaktadır. Bunlar; birincil enfeksiyon, konakçıda bir organizmanın önlenebilir başlangıç enfeksiyonudur; yeniden enfeksiyon, konakçı hücrenin daha sonra aynı patojenle karşılaşması durumunda gelişen enfeksiyondur. İkincil enfeksiyon, bir bulaşıcı hastalık nedeniyle vücut direnci azalmış olan bir konakçıda yeni bir organizmanın neden olduğu enfeksiyonu ifade eder. Çapraz enfeksiyon, hâlihazırda bir hastalıktan muzdarip olan bir hastada, başka bir konakçıdan veya başka bir dış kaynaktan gelen yeni bir organizmanın enfeksiyonudur. Nozokomiyal enfeksiyon, hastane kaynaklı çapraz enfeksiyonlara, hastane kökenli, hastane ilişkili enfeksiyonlara denir. İatrojenik enfeksiyon, ilaç tedavisi veya araştırma prosedürleri sonucunda doktor tarafından yapay olarak oluşturulan enfeksiyonu ifade eder. En- feksiyonlar klinik etkilere dayanarak da subklinik enfeksiyon (belirgin olmayan klinik enfeksiyonlar) ve latent enfeksiyon (bazı organizmaların konakçıda latent veya gizli aşamada kalabildiği ve daha sonra konakçı direnci düştüğünde klinik hastalık oluşturacak şekilde çoğaldıkları durum) olarak tanımlanmaktadır.
Enfeksiyon Kaynakları
Mikrobiyal hastalıkların bulaşmasında üç önemli bileşen rol oynar: (a) rezervuar (insanlar ve hayvanlar), (b) bu- laşma şekli ve (c) konakçı duyarlılığı.
Enfeksiyon kaynakları, iki çeşittir: Endojen Kaynaklar: Enfeksiyonun kaynağı, insan vücudundaki normal bakteri florasıdır. Eksojen Kaynaklar: Enfeksiyon kaynağı, ko- nağın vücudunun dışındandır. En yaygın eksojen kaynaklar: İnsanlar, Hayvanlar, Böcekler, Gıda, Su.
Bulaşma Yolları ve Konakçı Duyarlılığı
Çeşitli bulaşıcı hastalıklara neden olan mikrobiyal patojenler, bir konakçıdan diğerine temas, aşılama
(inokülasyon), sindirim, solunum ve vektörler aracılığıyla bulaşabilirler.
Enfektif ajanlar, konakçı vücuduna deri, solunum yolu, gastrointestinal sistem ve genital sistem olmak üzere dört ana yoldan girer. Patojenlerin bulaşması, dikey veya yatay (kişiden kişiye) olarak iki farklı süreçte gerçekleşebilir.
Mikroorganizmaların Girişinde Etkili Bariyerler
Bu bariyerler arasında deri, mukus, silialı epitel ve antibakteriyel özellikte salgılar (örneğin; lizozim) bulunur.
Mikroorganizmalar, derideki çatlaklar veya saç kökleri, yağ ve ter bezleri gibi yapılar aracılığıyla alt dokulara erişebilir veya goblet hücreleri tarafından salgılanan yapışkan mukus tabakasında hapsolarak epitelyal hücre yüzeyine ulaşmadan önce atılabilir. Ayrıca konakçı tarafından mukusa salgılanan IgA, lizozim ve laktoferrin gibi antimikrobiyal proteinler bu temizleme sürecini destekler. Silialı epitel hücreleri, mukusu sürekli olarak epitelyal yüzeylerden uzaklaştırarak bu koruyucu işlevi daha da güçlendirir.
Hücre Yüzeylerine Yapışma (Adezyon)
Bakterilerin vücut yüzeyine yapışması, hastalığın patogenezinde kritik bir olaydır. Bakteriler, konakçının vücuduna girdikten sonra, doku yüzeyindeki hücrelere yapışmak zorundadır. Bakteriyel adezinler ve konakçı hücreler üzerindeki reseptörler bu bağlanma sürecinde temel rol oynar. Bakteriyel adezinler, bakterilerin hücre yüzeyine tutunmasına yardımcı olan çeşitli moleküllerdir. Bunlar pilus (fimbriae) ve pilus olmayan adezinler (afimbrial adezinler) olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Kapsül, pilus/fimbria gibi yapılar virülans faktörlerinden bazılarıdır. Pilus adezinler, bakteri yüzeylerinden uzanarak konakçı hücreler üzerindeki spesifik reseptörlere bağlanır ve bu bağlantı, bakterilerin insan hücrelerine yapışmasını sağlar. Nonpilus adezinler arasında, glikokaliks önemlidir ve bu tabaka bazı bakteri türleri tarafından salgılanarak kateterler, protez implantlar ve kalp kapakçıkları gibi yapılara güçlü yapışmayı sağlayan bir polisakarit tabakasıdır. Bu adezinlerin oluşturduğu matrikse biyofilm denir ve biyofilmler, bakterileri konakçı hücrelerinin savunmasından ve antibiyotiklerden koruyarak patogenezde önemli bir rol oynar. Biyofilm, katı bir yüzeye veya birbirine yapışan bir ekzopolisakkarit matrisi ile kaplanmış etkileşimli bakterilerin bir topluluğudur.
Konakçı hücrelerdeki reseptörler de patojenlerin yapıştığı ve enfeksiyonları başlattığı spesifik yapılar olarak işlev görür.
Yapışma Yerinde Kolonizasyon ve İnvazyon
Patojenler, uygun bir konakçıya giriş yaptıktan sonra, konakçı hücrelere veya dokulara yapışabilmeli ve koloni oluşturmalıdırlar. Tek bir patojenik bakteri veya virüs, spesifik konakçı dokusuna bağlanırsa, bu hastalığa neden olmak için yeterli olmayabilir; patojenin orada yerleşmesi ve çoğalması gerekmektedir. Bu sürece “kolonizasyon” adı verilir. Kolonizasyon, bir konakçı üzerinde veya içinde mikrobiyal üreme alanının oluşturulması anlamına gelir ve bu her zaman doku istilası veya hasarı ile sonuçlanmaz.
Bakterilerin hücrelere kolonize olmalarını önlemek için, adezinler ile reseptörler arasındaki ilişkiyi kesmek gerekir.
Konak hücrelerdeki kolonizasyon sonrasında bakteriler, hastalıklara üç ana mekanizma ile neden olur. Bunlar: (a) dokulara invazyon ve inflamasyon, (b) toksin üretimi ve (c) immünopatogenezdir.
Dokulara İnvazyon ve İnflamasyon
Çoğu bulaşıcı hastalıkta patojenin, hastalığı oluşturması için doku yüzeyini aşması gerekir. İnvazyon, bir patojenin konakçı hücre veya dokulara girme, yayılma ve hastalığa neden olma yeteneğidir. Kanda bakteri bulunmasına bakteriyemi adı verilir. Septisemide bakteriler kan dolaşımında çoğalır ve organizma ilk odak noktasından sistemik olarak yayılır ve toksin veya diğer zehirli maddeler üretir. Septisemi tipik olarak önemli semptomlarla ilişkilidir ve septik şok (sepsis) ve ölümle sonuçlanan yoğun inflamasyona yol açabilir. Viremi, kan dolaşımında bulunan virüsleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir.
Patojenin dokulara invazyonu sonrasında enfeksiyon gelişimini (a) enzimler, (b) antifagositik faktörler, (c) biyofilmler, (d) inflamasyon ve (e) hücre içi hayatta kalma gibi birçok faktör arttırmaktadır.
a. Enzimler: Birçok bakteri türü, doğası gereği toksik olmayan ancak enfeksiyon sürecinde önemli rol oynayan enzimler üretir. Bu enzimler aşağıda açıklanmıştır:
Hyalüronidaz ve Kolajenaz: Hyaluronik asit, hücre dışı matrisin bir bileşenidir ve bakterilerin dokulardaki orga- nizasyonunu korumaya yardımcı olur. Hyalüronidaz, hyaluronik asidi hidroliz eden bir enzimdir. Kolajenaz enzimi ise kolajeni parçalar. Bu enzimler, bakterilerin deri altı dokulara yayılmasını kolaylaştırır, ilk kolonizasyon bölgesindeki patojenlerin konakçı hücreler arasında yayılmasına ve yüzey altı dokulara saldırmasına olanak tanır. Streptokinaz (Fibrinolizin): Kan pıhtılaşması doku hasarıyla tetiklenir ve yalnızca kan akışını durdurmakla kalmaz, aynı zamanda bakteriyel enfeksiyon durumunda patojeni izole ederek enfeksiyonu yerel bir bölgeyle sınırlandırma işlevi de görür. Koagülaz: Koagülaz, Staphylococcus aureus tarafından üretilen bir enzimdir ve fibrinojeni fibrine dönüştürür, bu da kanın pıhtılaşmasına ve S. aureus hücrelerini çevreleyen fibrin duvarlarının oluşmasına neden olur. IgA1 proteazları: Çeşitli patojenik bakteri türleri, insan IgA1(immünglobülin A1)’in yapısını ve fonksiyonunu tahrip etmek ve böylece konakçı savunmasının önemli bir yönünü ortadan kaldırmak için enfeksiyonun mukozal bölgelerinde IgA1 proteazları salgılar.
b. Antifagositik faktörler: Birçok bakteriyel patojen, lökosit veya makrofajlar tarafından alındıktan sonra hızla öldürülür. Bazı patojenler çeşitli antifagositik faktörlerle fagositoz veya lökositlerin öldürücü mekanizmalarından kaçarlar. En önemli antifagositik faktörler (a) kapsül, (b) hücre duvarı proteinleri, (c) sitotoksinler ve (d) yüzey antijenleridir.
c. Biyofilmler: Biyofilm, katı bir yüzeye veya birbirine tutunmuş ve bir ekzopolisakkarit matrisi içinde kaplanmış etkileşimli bakterilerin bir topluluğudur. Biyofilmler, tamamı yüksek oranda hidratlanmış, ağırlıklı olarak anyonik bir ekzopolimer matris içinde bir arada bulunan tek hücrelerden ve bakteri mikrokolonilerinden oluşur. Biyofilmler katı yüzeyler üzerinde sümüksü bir kaplama oluşturur ve doğada bulunur.
d. İnflamasyon: Konakçıda patojen mikroorganizmalara karşı önemli bir savunma mekanizmasıdır. Piyojenik ve granülomatöz olmak üzere iki tip inflamasyon vardır.
e. Hücre içi hayatta kalma: Çeşitli bakteriyel patojenler, istiladan sonra konakçı hücrelerde hayatta kalmak ve çoğalmak için evrimleşmiştir. Patojenlerin hayatta kalabileceği konakçı hücre tipleri arasında fagositik ol- mayan hücreler (epitel ve endotelyal gibi) ve fagositler (makrofajlar ve nötrofiller gibi) bulunur.
Hücre içi bakterilerin hayatta kalması için “fagolizozom füzyonunun inhibisyonu”, “lizozomal enzimlerin etkisine karşı direnç” ve “sitoplazmik kaçış” önemli adaptasyon mekanizmaları arasında yer alır.
Toksin Üretimi
Bakterilerin hastalığa neden olan süreçteki rolüne bağlı olarak iki farklı hastalık kategorisi tanımlanabilir: enfeksiyonlar ve zehirlenmeler. Zehirlenmeler, bakteriler tarafından üretilen spesifik bir toksinden (örneğin; botulinum toksini) kaynaklanan hastalıklardır. Toksin [Latince toksikum, zehir], organizmanın metabolik bir ürünü gibi, konakçı hücrelerin normal metabolizmasını konakçı üzerinde zararlı etkilerle değiştiren bir maddedir. Toksemi terimi, konağın kanına giren toksinlerin neden olduğu durumu ifade eder. Bakteriler tarafından üretilen toksinler ekzotoksinler ve endotoksinler olarak iki ana kategoriye ayrılabilir:
a. Ekzotoksinler: Ekzotoksinler, çeşitli Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriler tarafından üretilen, ısıya duyarlı proteinlerdir. Bunlar dokulara salgılanan ve dokulara doğrudan zarar veren veya yıkıcı biyolojik aktiviteleri tetikleyen bakteriyel ürünlerdir. Ekzotoksinler; etkilenen bölgeye göre nörotoksinler (sinir dokusu), enterotoksinler (bağırsak mukozası) ve sitotoksinler (genel dokular) gibi sınıflandırılabilir. İnsanlar bakteriyel ekzotoksinlere; yapay olarak oluşturulmuş ekzotoksinin yutulması ya da bakterinin mukozal yüzeyde kolonizasyonu ve ardından ekzotoksin üretimi, bir yara veya apsede patojen kolonizasyonu ve ardından lokal ekzotoksin üretimi gibi üç ana yolla maruz kalırlar. Ekzotoksinler mekanizmaları açısından AB toksinleri, sitolitik toksinler ve süperantijen toksinleri olarak üç kategoriye ayrılır:
AB tipi toksinler; birbirine disülfid bağlarıyla bağlı A ve B alt ünitelerinden oluşan peptid yapılardır. A alt ünitesi toksik aktiviteden, B alt ünitesi konak hücreye bağlanmadan sorumludur. Sitolitik ve süperantijen toksinleri: Bunlar klasik AB toksinlerinden farklıdır. Sitolitik ve süperantijen ekzotoksinler, hemolizinlerin aktivitesinden dolayı konakçı hücreleri yok ederek veya
toksik şok sendromunun nedeni olan bağışıklık sistemini tetikleyerek işlev görür. Diğer ekzotoksinlerde olduğu gibi bu proteinler de patojen invazyonunu arttırmak ve patojene fayda sağlayabilecek konakçı hücre kaynaklarını serbest bırakmak için üretilir. Bu toksinlerin litik aktivitesi en kolay şekilde kırmızı kan hücrelerini (eritrositler) kullanan analizlerde gözlemlendiğinden hemolizinler adı da verilir. Süperantijenler özel bir grup toksindir. Bu moleküller, antijen gerektirmeden bir T hücresi reseptörüne ve başka bir hücredeki doku uyumluluk kompleksi sınıf II (MHC II) moleküllerine aynı anda bağlanarak T hücresini spesifik olmayan şekilde aktive eder.
b.Endotoksinler: Endotoksinler, Gram-negatif bakterilerin çoğunun hücre duvarlarında bulunan toksik lipopolisakkaritlerdir. Endotoksinler protein değildir, ancak Gram negatif dış zarın yapısal bileşenleridir. Ekzotoksinlerin aksine, endotoksinler bakterilerin parçalanmasıyla açığa çıkan toksik maddelerdir. Endotoksinlerin toksisitesi, ekzotoksinlerden düşüktür. Tüm endotoksinler genellikle ateş (düşük konsantrasyonda ateş, vazodilatasyon, bağışıklık ve inflamatuar yanıtın aktivasyonu) ve yüksek konsantrasyonda şok gibi aynı genel etkiyi üretir.
İmmünopatogenez
İmmünopatogenez, bir enfeksiyonun nasıl geliştiğini ve patojenin bağışıklık sistemi üzerindeki etkilerini anlama sürecini tanımlar. Bu terim, özellikle mikrobiyal patojenlerin (bakteri, virüs, fungus veya parazit) konakçı organizma üzerindeki patolojik etkilerini ve bu etkilerin konakçı bağışıklık sistemi tarafından nasıl yanıtlandığını ifade eder.
Etkileşim ve tanınma durumunda konakçı tarafından özgül reseptörlerin patojenlerin yüzeyindeki antijenleri tanınması, bağışıklık sisteminin aktivasyonunu tetikler. Daha sonra konak bağışıklık sistemi hızla patojene karşı bir savunma mekanizması geliştirir. Bu yanıt hem hücresel (T hücreleri, makrofajlar gibi) hem de humoral (antikor üreten B hücreleri gibi) immüniteyi içerir.
Enfeksiyon ve hasar durumunda ise patojenle savaşan immün yanıtın bir parçası olarak inflamasyon gelişir. İmmünopatogenezde, patojenin neden olduğu hastalığın yanı sıra bağışıklık sisteminin neden olduğu hasar da önemlidir.
Hastalık Belirtileri ve Hastalığın Sonlandırılması
Çeşitli patojenik ve fırsatçı patojenlerin neden olduğu hastalıklar, enfekte insan konaklarında çeşitli klinik belirtilere neden olur. Bu belirtilerin birçoğu ya bakterilerin enfeksiyonu ya da toksin üretmesi nedeniyle oluşur. Bulaşıcı bir hastalığın sonlandırılması, konakçının bağışıklığı ile patojenler arasındaki karmaşık etkileşime ve özgül antimikrobiyal ajanlarla tedaviye dolayısıyla konakçının yanıtına bağlıdır.