Хеликобактер

История открытия и таксономия

Род Helicobacter относится к семейству Helicobacteriaceae. Этимология названия восходит к греческому слову helios, что означает «солнце». Впервые эти микроорганизмы были обнаружены в слизистой оболочке желудка Г. Бидзозеро еще в 1893 году. Однако выделить их в самостоятельный род удалось значительно позже — в 1983 году это сделали исследователи Р. Уоррен и Б.Д. Маршалл.

Изначально бактерии получили аббревиатуру CLO (Campylobacter-like organisms), так как внешне они очень напоминали кампилобактерии. Свое окончательное название род получил только в 1989 году. Научное сообщество высоко оценило этот труд: в 2005 году Уоррен и Маршалл были удостоены Нобелевской премии за открытие роли этого микроба в физиологии и медицине. На сегодняшний день описано более 20 видов хеликобактерий, но наибольшее клиническое значение для патологии человека имеет вид H. pylori.

Морфологические и тинкториальные свойства

Хеликобактерии представляют собой мелкие микроорганизмы размером 2–5 × 0,5–1 мкм, которые не образуют спор. Их важнейшая особенность — выраженный полиморфизм, то есть способность изменять свою форму в зависимости от условий среды:

• В живых тканях организма (in vivo) они принимают изогнутую, S-образную или спиральную форму.
• При выращивании на искусственных питательных средах (in vitro) они выглядят как палочки.
• При наступлении неблагоприятных условий бактерии трансформируются в кокковидную форму, что помогает им выживать.

Микроб активно подвижен. Для перемещения он использует лофотрихиальное жгутикование — пучок, состоящий из 2–6 жгутиков, расположенный на одном из полюсов клетки.

Физиология, культивирование и биохимия

По типу дыхания хеликобактер является микроаэрофилом (требует пониженного содержания кислорода на уровне 3–15%) и капнофилом (нуждается в повышенном содержании углекислого газа — 10–15%). Температурный оптимум для его роста составляет $37^{\circ}C$.

Микроорганизм крайне требователен к питательным средам. Он не способен утилизировать высокомолекулярные соединения, поэтому сложные среды обязательно должны содержать добавки: цельную кровь или сыворотку, активированный уголь, растворимый крахмал и низкомолекулярный белковый гидролизат. Кроме того, бактерия строго зависит от наличия определенных аминокислот: аргинина, лейцина, валина, серина и фенилаланина.

Биохимическая активность имеет свои особенности. Сахаролитическая активность полностью отсутствует — микроб не сбраживает сахара, а источником энергии для него служат трикарбоновые кислоты. При этом бактерия продуцирует целый ряд ферментов: каталазу, оксидазу, алкогольдегидрогеназу и липазы.

Уреаза и другие факторы патогенности

Комплекс факторов патогенности обеспечивает бактерии выживание в кислой среде желудка, колонизацию слизистой и повреждение тканей. Ключевым ферментом, важнейшим видовым признаком и маркером инфекции является уреаза. Это многокомпонентный металлосодержащий фермент, обладающий самой высокой активностью среди всех бактериальных уреаз (составляет до 15% от общего белка клетки).

Роль уреазы в патогенезе:

1. Защита: создает вокруг бактерии «облако» аммиака, нейтрализуя соляную кислоту и повышая pH.
2. Регуляция: если среда защелачивается чрезмерно, микроб включает оксидазы для её обратного закисления.
3. Повреждение: ионы аммония вызывают лизис клеток эпителия и разрушают межклеточные контакты.
4. Воспаление: фермент работает как хемоаттрактант, привлекая лейкоциты и провоцируя их провоспалительную активацию.

Помимо уреазы, агрессию обеспечивают фосфолипаза А (разрушает клеточные мембраны), адгезины (отвечают за прикрепление к эпителию) и эндотоксин (липополисахарид клеточной стенки).

Специфические токсины и генетика

Хеликобактер отличается высоким генетическим разнообразием. В организме хозяина происходит постоянная селекция штаммов, наиболее тропных к конкретной ткани, а адаптация обеспечивается мутациями.

Особое значение имеют два специфических токсина, которые также ассоциированы с резистентностью бактерии к антибиотику кларитромицину:

• Вакуолизирующий цитотоксин (VacA). Это полипептид, который образует каналы (поры) в цитоплазматической мембране клетки-хозяина. Он нарушает целостность мембраны, вызывает образование вакуолей в цитоплазме и в конечном итоге запускает апоптоз.
• Цитотоксин-ассоциированный ген А (CagA). Этот фактор связан с «островками патогенности». Его главная функция — стимуляция выработки провоспалительных цитокинов (таких как IL-1$\beta$ и IL-8), что поддерживает хронический воспалительный процесс.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы генетической изменчивости и селекции тропных штаммов
• Роль оксидаз в регуляции кислотности вокруг бактериальной клетки
• Особенности культивирования H. pylori и состав сложных питательных сред
• Взаимосвязь токсинов VacA и CagA с резистентностью к кларитромицину
• Патогенез разрушения межклеточных контактов эпителия желудка

Другие темы раздела «Спирохеты и спиральные бактерии (Трепонемы/сифилис, Боррелии/болезнь Лайма и возвратные тифы, Лептоспиры, Кампилобактерии, Хеликобактерии)»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.