Инфекционный процесс - сложный многокомпонентный процесс динамического взаимодействия инфекционных патогенных агентов с макроорганизмом, характеризующийся развитием комплекса типовых патологических реакций, системных функциональных сдвигов, расстройств гормонального статуса, специфических иммунологических механизмов защиты и факторов неспецифической резистентности.
Инфекционный процесс составляет основу развития инфекционных заболеваний. Практическая значимость познания этиологии и патогенеза инфекционных заболеваний, общих закономерностей их развития обусловлена тем, что инфекционные болезни на протяжении длительного времени занимают третье место по распространенности после заболеваний сердечно-сосудистой системы и онкологической патологии.
Несмотря на решение проблемы профилактики и лечения ряда инфекций и соответственно резкое снижение заболеваемости оспой, малярией, дифтерией, чумой, холерой и другими формами инфекционной патологии, на первый план выдвигаются вопросы эпидемиологии и терапии инфекционных заболеваний, инициируемых другими возбудителями. Так, в настоящее время в России ежегодно регистрируются более 30 млн. больных инфекционными болезнями, причем характерно изменение спектра инфекционных возбудителей (отмечено достаточно широкое распространение ВИЧ-инфекций, прионных инфекций, гемморагической лихорадки из группы арбовирусных инфекций и др.) .
Как известно, к числу возбудителей инфекционных болезней относятся микроорганизмы растительного и инфекционного происхождения - бактерии, спирохеты, низшие грибы, простейшие, вирусы, риккетсии. Инфекционные агенты являются первичной и обязательной причиной развития инфекционной болезни, они определяют «специфику» инфекционного заболевания, особенности клинических проявлений патологии. Однако не каждый случай проникновения инфекционного возбудителя в организм заканчивается развитием болезни. В ответ на действие инфекционных патогенных факторов активируются специфические иммунологические механизмы защиты, неспецифические факторы резистентности, происходит выброс гормонов адаптации. В случае преобладания механизмов адаптации, компенсации над механизмами повреждения инфекционный процесс не развивается в полном объеме, возникают достаточно выраженный преиммунный и иммунный ответ, элиминация инфекционных патогенных агентов из организма или их трансформация в неактивные формы. Переход преиммунного ответа в болезнь определяется степенью патогенности, вирулентности, инвазивности, органотропности, токсигенности микроорганизмов, а также исходным состоянием макроорганизма с его реактивностью и резистентностью.
В.М. Бондаренко указывает, что «под патогенностью принято понимать способность микроорганизмов вызывать заболевания, которые определяются совокупным действием различных свойств или факторов патогенности возбудителя, обуславливающих развитие в организме хозяина патологических изменений». В последнее время высказывается точка зрения, согласно которой под патогенностью следует понимать способность микроорганизма к перестройке метаболизма соответственно новым условиям его существования в макроорганизме .
Между тем, известный микробиолог и токсиколог не столь категоричен в определении понятия патогенности. Согласно данному им определению, патогенность является полидетерминантным признаком, который реализуется при участии многих факторов, в частности токсинов, адгезинов, ферментов патогенности.
К атрибутам патогенности В.Г. Петровская в своих ранних исследованиях отнесла инфективность, инвазивность и токсигенность. Инвазивными считали возбудителей инфекционных болезней, способных к проникновению в эпителиоциты соответствующих экологических ниш (шигеллы, энтероинвазивные эшерихии, сальмонеллы, иерсинии, листерии и др.), а также к размножению в макрофагах, распространению по организму. Соответствующие гены, контролирующие проникновение в клетки и внутриклеточное размножение возбудителя, получили обозначение «гены инвазии». В настоящее время термин «инвазивные» широко применяется и в отношении возбудителей, ранее относимых к группе внеклеточных микроорганизмов .
Использование современных методов сканирующей электронной и атомносиловой микроскопии свидетельствует об относительности устоявшихся ранее представлений о делении возбудителей на облигатно-патогенные и условнопатогенные, а также о биологической значимости так называемых факторов патогенности.
Факторы патогенности инфекционных возбудителей, в зависимости от их биологической активности в организме, принято делить на 4 группы:
1) определяющие взаимодействие бактерий с эпителием соответствующих экологических ниш;
2) обеспечивающие размножение возбудителя in vivо;
3) бактериальные модулины, индуцирующие синтез цитокинов и медиаторов воспаления;
4) особую группу факторов патогенности составляют токсины и токсичные продукты, обладающие прямым или опосредованным цитопатогенным действием .
Этапы развития инфекционного процесса
Инфекционный процесс, независимо от характера возбудителя, включает в себя несколько стереотипных этапов развития:
1. Начальный этап - преодоление естественных барьеров организма хозяина: механического (кожа, слизистые, движение ресничек эпителия, перистальтика кишечника и др.); химического (бактерицидное действие желудочного сока, желчных кислот, лизоцима, антител); экологического (антагонистической активности нормальной микрофлоры).
Проникновение микроорганизма в макроорганизм обозначается как инфективность. Факторами распространения инфекционных возбудителей во внутренней среде организма являются: ферменты (гиалуронидаза, коллагеназа, нейроминидаза); жгутики (у холерного вибриона, кишечной палочки, протея); ундулирующая мембрана (у спирохет и некоторых простейших).
2. Следующий этап в развитии инфекционного процесса связан с адгезией и колонизацией возбудителем открытых полостей организма. Факторы адгезии и колонизации обеспечивают взаимодействие инфекционного патогенного агента со специфическими рецепторами клеток тех органов и тканей, к которым обнаруживается тропизм. Адгезивные молекулы представляют собой вещества белковой и полисахаридной природы, экспрессируемые на поверхности клеток. Вслед за адгезией неизменно возникают размножение и образование большого количества однородных микробов (колоний) в случае недостаточности местных и системных механизмов резистентности и специфических иммунологических механизмов защиты.
Интервал времени от инфицирования организма до появления первых клинических признаков болезни получил название инкубационного периода.
Инкубационный период характеризуется не только селективным размножением микроорганизмов в тех или иных органах и тканях, но и мобилизацией защитных сил организма. Длительность инкубационного периода определяется биологическими особенностями возбудителей, составляет от нескольких часов (ботулизм, кишечные инфекции), нескольких дней, нескольких недель, до нескольких лет (лепра, СПИД, прионные инфекции).
Касаясь вопросов взаимодействия возбудителя с клеточными и гуморальными механизмами защиты хозяина, следует отметить, что устойчивость микроба в макроорганизме определяется специфическими для того или иного возбудителя факторами, в частности, подавляющими миграцию лейкоцитов к месту инфицирования (стрептолизин), препятствующими поглощению возбудителя (капсулы), обеспечивающими размножение в макрофагах (слизистая капсула и белки наружной мембраны), лизис фаголизосомы, защиту .
В настоящее время становятся все более очевидным генетические механизмы детерминации факторов патогенности инфекционных возбудителей.
Так, установлено, что генетический контроль синтеза факторов патогенности, определяющих адгезию и колонизацию эпителия кишечника у патогенных эшерихий, пенетрацию и внутриклеточное размножение шигелл, сальмонелл и иерсиний, обеспечивается хромосомами и плазмидами. При этом плазмидные гены детерминируют факторы взаимодействия возбудителя с эпителием, а хромосомные - существование и размножение бактерий вне эпителия . В настоящее время в литературе обсуждаются новые положения относительно роли в экспрессии вирулентности «островов» патогенности (ОП). Последние представлены нестабильными фрагментами ДНК размерами от 1-10 кв. и от 10-30 до 200 кв., обнаруживаемыми только у патогенных микробов, включающими дискретные гены вирулентности.
Такие «острова» патогенности несут гены, контролирующие синтез адгезинов, инвазинов, ряда токсинов, модулинов, а также гены лекарственной устойчивости, функционирующие гены фаговых интеграз, транспораз и т.д. ОП обнаружены у патогенных эшерихий, стафилококков, шигелл, сальмонелл, иерсиний, листерий, холерных вибрионов и др.
Касаясь биологической значимости факторов патогенности, следует отметить, что их действие направлено на распознавание комплементарных структур на клетках-мишенях возбудителем, связывание с которыми ведет к инициации инфекционного процесса. Обращает на себя внимание тот факт, что один и тот же фактор патогенности может участвовать в различных фазах инфекционного процесса, а в одной и той же фазе принимают участие различные факторы патогенности.
Вслед за рецепцией, адгезией возбудителя, колонизацией определенных экологических ниш в макроорганизме или параллельно с этими процессами возникает интенсивный синтез бактериальных токсинов, обладающих прямым или опосредованным цитопатогенным действием на клеточные структуры различных органов и тканей. Последнее лежит в основе развития комплекса структурных и функциональных расстройств, определяющих, с одной стороны, относительную «специфику» инфекционных заболеваний, а с другой стороны, являющихся типовыми патологическими реакциями и процессами, свойственными различным видам инфекционных заболеваний. Действие инфекционных патогенных факторов привело к развитию прямых и цитокинопосредованных системных функциональных и метаболических расстройств, лежащих в основе последующих периодов течения инфекции - продромального периода и периода основных проявлений заболевания. К числу цитокинопосредованных реакций, формирующихся в динамике инфекционного процесса, относятся прежде всего иммунные реакции, аллергиические реакции, иммудодефицитные состояния, а также аутоимунная агрессия против собственных поврежденных или неповрежденных клеточных структур . Формирование эффективных реакций клеточного и гуморального иммунитета на фоне воздействия антигенов бактериально-токсической природы, а также интенсивная продукция гормонов адаптации совпадают с так называемым синдромом становления болезни или с продромальным синдромом.
Клинически этот период характеризуется совокупностью неспецифических симптомов слабости, вялости, сонливости, раздражительности, диспепсических расстройств, депрессии или раздражительности.
Наряду с цитокинами, важная роль в развитии системных метаболических и функциональных расстройств в продромальном периоде отводится медиаторам арахидонового каскада.
Характерными неспецифическими метаболическими признаками, развертывающимися в продромальный период и в период выраженных клинических проявлений, являются сдвиги белкового гомеостаза за счет усиления синтеза гепатоцитами и макрофагами острофазных белков. К числу положительных маркеров острой фазы относятся фибриноген, С-реактивный белок, церулоплазмин, антигемофильный глобулин, VII и IX факторы коагуляции, антикоагулянтные белки С и антитромбин III, плазминоген, альфа-2-макроглобулин, транскобаламин-2, орозомукоид, ферритин и компоненты комплемента, альфа1-кислый гликопротеин и др. Из нейтрофилов поступает лактоферрин. Часть перечисленных острофазных белков в небольших концентрациях имеется в крови в условиях нормы. В то же время С-реактивный белок, альфа2-макро-фетопротеин вне острофазного ответа практически отсутствуют . Наряду с усилением синтеза вышеперечисленных положительных маркерных белков острой фазы происходит снижение синтеза альбуминов и трансферрина - негативных маркерных молекул синдрома системного воспалительного ответа.
Поскольку многие реагенты острой фазы принадлежат к гликопротеидам, альфа- и бета-глобулинам, как одно из проявлений синдрома системного воспалительного ответа возникает диспротеинемия, повышается СОЭ, увеличиваются агрегационные свойства форменных элементов крови.
Касаясь биологической значимости белков острой фазы, необходимо отметить их антиоксидантные свойства (С-реактивный белок, гаптоглобин, транскобаламин, альфа2-макроглобулин, С-реактивнй белок), антимикробные свойства (С-реактивный белок, лактоферрин, факторы комплемента), а также способность регулировать коагуляционный гемостаз и фибринолиз.
Решающее значение для реализации всей динамики преиммунного ответа, характерных метаболических и функциональных расстройств на фоне действия инфекционных патогенных факторов имеют ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-альфа и ФНО-бета, а также гормоны адаптации - АКТГ, глюкокортикоиды, катехоламины .
Одним из проявлений ответа острой фазы, или продромального периода, является лихорадка, индуцируемая эндогенными пирогенами - Ил-1, ИЛ-6, ФНО, гамма-интерферонами, КСФ и другими цитокинами .
Выброс катехоламинов при действии стрессорных раздражителей инфекционной природы приводит к комплексу неспецифических функциональных сдвигов со стороны сердечно-сосудистой системы, а также метаболических расстройств, сдвигов со стороны клеточного состава периферической крови.
За последние годы накопилось достаточно сведений о токсинопосредованной обусловленности инфекционных заболеваний, структуре и функции токсических молекул.
Важная роль в индукции типовых патологических процессов при инфекционной патологии отводится цитокинам.
Суть этого представления состоит в том, что характер инфекционного заболевания зависит не столько от патогенности вида возбудителя, участвующего в инфекционном процессе, сколько от типа продуцируемого токсина. В соответствии с общепринятыми в настоящее время представлениями токсины - это биомолекулы бактерий, вызывающие развитие специфической симптоматики инфекционного заболевания. Данному определению токсинов соответствуют холерный и стафилококковой энтеротоксины, ботулический, столбнячный, дифтерийный экзотоксины. Как правило, токсины проявляют свой эффект в ничтожно малых концентрациях по сравнению с другими факторами патогенности. Достаточно долгое время полагали, что истинные токсины продуцируются только некоторыми представителями грамположительных бактерий. Начиная с 1967 г. обнаружены более сорока истинных токсинов, продуцируемых грамотрицательными бактериями . Многочисленные данные свидетельствуют о том, что клиническая картина заболеваний, индуцируемых грамотрицательной микрофлорой, определяется не только цитопатогенными эффектами липополисахарида (ЛПС), но и биологическими эффектами соответствующих экзотоксинов и факторов патогенности. Так, термолабильные энтеротоксины были обнаружены не только у холерного вибриона, но и у многих видов сальмонелл . Продолжают открывать и новые истинные токсины у грамположительных возбудителей (описано более 30 экзотоксинов).
Принимая во внимание, что симптоматика клинических проявлений воздействия ЛПС на макроорганизм при различных грамотрицательных инфекциях однотипна, становится очевидным, что «специфика» указанных форм патологии связана с модифицирующим воздействием экзотоксинов, часть из которых еще не идентифицирована.
Таким образом, различные патогенные штаммы одного вида грамотрицательных и грамположительных бактерий могут продуцировать сложную мозаику токсинов. В то же время данные литературы свидетельствуют и о противоположной точке зрения, согласно которой патогенные штаммы некоторых видов бактерий могут производить только один токсин. Это касается возбудителей дифтерии, столбняка, сибирской язвы.
В зависимости от характера биологических эффектов на макроорганизм все токсины делятся на следующие группы :
1) повреждающие клеточные мембраны;
2) ингибиторы синтеза белков;
3) активаторы вторичных мессенджеров;
4) активаторы иммунного ответа;
5) протеазы.
Токсины первой группы (гиалуронидазы, коллагеназы, фосфолипазы) способны повреждать экстрацеллюлярные структуры или плазматические мембраны эукариотических клеток с помощью ферментативного гидролиза или в результате формирования пор, что приводит к прямому лизису клеток и распространению возбудителей в макроорганизме.
Бактериальные токсины, объединенные во второй класс, поражают клетки-мишени за счет подавления синтеза белка. Субстратами для этих токсинов являются фактор элонгации и рибосомальная РНК.
Бактериальные токсины третьей группы могут вызывать активацию или модификацию различных внутриклеточных белков-мессенджеров, что приводит к резким нарушениям функциональной активности клеток без их гибели.
Некоторые бактериальные токсины, отнесенные выше к четвертой группе, выступают в роли суперантигенов, действуют непосредственно на антигенпрезентирующие клетки и клетки иммунной системы, обладают пирогенной активностью, усиливают симптоматику эндотоксинового шока. К числу этих токсинов относятся термостабильные токсины с ММ от 22 до 30 кД (стафилококковые энтеротоксины серотипов А-Е, пирогенные экзотоксины стрептококков группы А, суперантиген стрептококков группы А и др.].
Особую категорию составляют нейротоксины возбудителей ботулизма и столбняка. Токсины возбудителей ботулизма ингибируют высвобождение ацетилхолина в синаптических структурах, тем самым обуславливая развитие нейропаралитического синдрома. Токсины возбудителя столбняка связываются с рецепторами пресинаптической мембраны мотонейронов, а также внедряются в тормозные и вставочные нейроны спинного мозга .
Сходная клиническая картина заболеваний, вызываемых патогенными штаммами различных видов бактерий, связана с их способностью продуцировать одинаковые типы токсинов или различные типы токсинов со сходным механизмом действия . Особенно ярко эта закономерность прослеживается в отношении холероподобных диарей. Под действием холероподобных токсинов энтероциты накапливают цАМФ, что ведёт к выходу электролитов и воды в просвет кишечника с последующим развитием диареи.
Согласно данным литературы, более 50 % всех заболеваний обусловлено вирусной инфекцией .
При анализе общих закономерностей развития инфекционных заболеваний учитывают тот факт, что их основу составляют типовые патологические процессы: воспаление той или иной локализации, лихорадка, гипоксии, типовые нарушения кислотно-основного состояния, системной гемодинамики, регионарного кровотока и микроциркуляции расстройства коагуляционного потенциала и реологических свойств крови и т.д.
Важная роль в индукции типовых патологических процессов при инфекционной патологии отводится цитокинам, при участии которых бактериальные токсины и другие факторы патогенности опосредуют цитотоксические эффекты.
Описание структуры и биологических эффектов цитокинов началось с 1957 г. с появлением антисывороток и гибридной технологии. Однако достаточно интенсивное изучение цитокинов стало проводиться с 70-х годов XX и продолжаетсяпо настоящее время, что позволило обнаружить более 20 интерлейкинов.
Касаясь общей характеристики и классификации цитокинов, участвующих в развитии инфекционно-аллергических воспалительных реакций преиммунного и иммунного ответов организма на действие антигенов - аллергенов инфекционной природы, следует отметить следующие группы основных цитокинов :
1) гемопоэтические факторы роста.
2) интефероны.
3) лимфокины.
4) монокины.
5) хемокины.
6) другие цитокины.
К первой группе гемопоэтических факторов роста относятся гранулоцитарно-макрофагальный, гранулоцитарный, макрофагальный колониестимулирующие факторы (КСФ), продуцируемые Т-лимфоцитами, моноцитами, фибробластами, эндотелиальными клетками. КСФ стимулируют процессы гемопоэза в костном мозге, повышают физиологическую активность зрелых нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов и макрофагов. Гемопоэтическими факторами роста являются и эритропоэтин, продуцируемый перитубулярными клетками почек, клетками Купфера, а также фактор стволовых клеток, источником которого являются клетки стромы костного мозга, клетки эндотелия, фибробласты. Вторая группа цитокинов в указанной классификации включает в себя интерфероны.
В настоящее время выделяют 3 разновидности интерферонов: ?-интерферон, ?-интерферон, ?-интерферон, причём?-интерферон продуцируется В-лимфоцитами, натуральными киллерами и макрофагами, стимулирует противоопухолевый иммунитет, иммунную цитотоксичность, экспрессию антигенов I класса МНС на клетках различных типов. Такими же биологическими эффектами обладает и?-интерферон, продуцируемый фибробластами, эпителиальными клетками, макрофагами.
Выраженной противоопухолевой, антивирусной активностью, способностью стимулировать макрофаги, иммунную цитотоксичность, а также экспрессию антигенов I и II классов МНС на клетках различных типов обладает?-интерферон, продуцируемый Т-лимфоцитами, К-клетками, лимфоцитами.
Интерфероны (ИФН)-?- и?-высокогомологичны, кодируются в хромосоме 6, взаимодействуют с одним рецептором . Сигналом для продукции указанных ИФН служит контакт клеток с вирионами, их фрагментами, двуспиральной РНК, эндотоксинами. ИФН связываются с клеточными рецепторами, частично поступают внутрь клеток-мишеней, усиливают синтез простагландинов и лейкотриенов, увеличивают соотношение цГМФ/цАМФ. Последнее обуславливает снижение синтеза м-РНК и белков вируса. ИФН-? обладает менее выраженным противовирусным действием, кодируется 9-й парой хромосом, имеет иной рецептор, чем ИФН-?- и?, является активатором клеточного иммунитета и аутоиммунитета, может выступать в роли синергиста ФНО.
Лимфокины - гликопротеидные медиаторы, продуцируемые лимфоцитами на фоне антигенных воздействий, а также под влиянием митогенов, - включены в третий класс цитокинов.
С 1979 г. гликопротеидные медиаторы лейкоцит-лейкоцитарных взаимодействий стали именовать интерлейкинами (ИЛ).
ИЛ - семейство биологически активных молекул, различных по своей структуре и выполняемым функциям. Источником интерлейкинов, помимо лимфоцитов, моноцитов, тканевых макрофагов, могут быть тканевые базофилы, фибробласты, эндотелиальные, эпителиальные и ряд других клеток . Интерлейкины синтезируются при повреждении тканей под влиянием бактериальных, токсических, иммуноаллергических и других факторов патогенности, модулируют развитие локальных и системных защитных реакций.
Детально описаны особенности биологического действия и структуры 14 интерлейкинов , среди них ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-13, ИЛ-14.
В соответствии с данными литературы ИЛ-2 - полипептид с ММ 25 кД, детерминируется 4-й парой хромосом, продуцируется Т-лимфоцитами, стимулирует пролиферацию и дифференцировку Т-лимфоцитов, повышает цитологическую активность К-клеток, способствует пролиферации В-лимфоцитов и секреции иммуноглобулинов.
ИЛ-3 - член семьи гемопоэтических ростовых факторов, названных КСФ (колониестимулирующими факторами), идентифицирован у человека как мульти-КСФ, вырабатывается Т-лимфоцитами, эпителиальными клетками тимуса, тучными клетками. ИЛ-3 способствует пролиферации полипотентных клеток-предшественников, дифференцировке гемопоэтических клеток.
ИЛ-4, полипептид с ММ 15-20 кД, продуцируется Т-лимфоцитами, макрофагами, тучными клетками, базофилами, В-лимфоцитами, клетками костного мозга, стромальными клетками, стимулирует дифференцировку Т-хелперов, пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, продукцию иммуноглобулинов класса Е, развитие атонических аллергических реакций, идентифицирован как фактор, активирующий макрофаги.
ИЛ-5 - цитокин с ММ 20-30 кД, продуцируется Т-лимфоцитами, тучными клетками, эозинофилами, стимулирует рост и дифференцировку эозинофилов, активирует их хемотаксис, функциональную активность, синтез иммуноглобулинов класса А, стимулирует дифференцировку В-клеток.
ИЛ-6 - полифункциональный белок с ММ 19-54 кД, синтезируется Т-лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, фибробластами, тучными клетками, гепатоцитами, нейронами, астроцитами. История идентификации указанного интерлейкина нашла отражение в трансформации его синонимов. Вначале он был назван «плазмацитомный гибридомный фактор роста». Затем в связи с его способностью стимулировть синтез белков острой фазы он был обозначен как фактор, стимулирующий гепатоциты. В настоящее время ИЛ-6 относят к категории провоспалительных цитокинов, он является одним из ведущих регуляторов метаболических сдвигов, свойственных синдрому системного воспалительного ответа. В то же время ИЛ-6 индуцирует дифференцировку гемопоэтических клеток-предшественников, Т- и В-лимфоцитов, созревание мегакариоцитов и продукцию тромбоцитов, является эндогенным пирогеном.
ИЛ-7 был идентифицирован как фактор, поддерживающий рост пре-В-лимфоцитов, его синоним - лимфопоэтин, с ММ 25 кД.
ИЛ-8 идентифицирован как гранулоцитарный хемотаксический пептид, моноцитарный и нейтрофилактивирующий пептид.
ИЛ-9 продуцируется Т-лимфоцитами, повышает активность стволовых клеток, стимулирует эритропоэз, пролонгирует выживаемость Т-лимфоцитов, способствует эритропоэзу, взаимодействуя с эритропоэтином.
ИЛ-10 подавляет функциональную активность макрофагов, ингибирует продукцию провоспалительных цитокинов и секрецию иммуноглобулинов. Источником образования ИЛ-10 являются Т-лимфоциты, макрофаги, кератиноциты, В-лимфоциты.
ИЛ-13 образуется Т-лимфоцитами, стимулирует рост и дифференцировку В-лимфоцитов, индуцирует синтез иммуноглобулинов класса Е, угнетает продукцию провоспалительных цитокинов макрофагами и моноцитами.
ИЛ-14 стимулирует пролиферацию только антигенстимулированных В-лимфоцитов, источником образования являются Т-лимфоциты.
К числу лимфокинов, играющих важную роль в развитии иммунных реакций организма в ответ на действие бактериально-токсических антигенов-аллергенов, относится и лимфотоксин (ФНО-?), продуцируемый Т- и В-лимфоцитами. Лимфотоксин обладает чрезвычайным полиморфизмом биологических эффектов, обеспечивает экспрессию генов ростовых факторов, цитокинов, факторов транскрипции, рецепторов клеточной поверхности и острофазных белков, играет важную роль в обеспечении противоопухолевой и противоинфекционной защиты, является эндогенным пирогеном.
Т-лимфоциты служат источником низкомолекулярного фактора роста В, стимулирующего рост активированных В-лимфоцитов.
К числу лимфокинов и монокинов относится онкостатин, продуцируемый Т-лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, ингибирующий пролиферацию некоторых солидных опухолей, рост нормальных фибробластов и клеток СПИД-ассоциированной саркомы Капоши.
Как указывалось выше, к следующей группе цитокинов, играющих важную роль в развитии инфекционного процесса, иммунных и аллергических реакций, формирующихся на фоне действия инфекционных патогенных факторов, относятся монокины.
Монокины - медиаторы клеточного происхождения - образуются моноцитами и тканевыми макрофагами на фоне антигенной стимуляции. Часть монокинов продуцируется лимфоцитами, гепатоцитами, эндотелиальными и глиальными клетками, в связи с чем нельзя провести четкую грань между лимфокинами, монокинами и цитокинами другого происхождения по месту их синтеза и особенностям биологического действия.
В настоящее время известно около 100 биологически активных веществ, секретируемых моноцитами и макрофагами, классификация которых может быть представлена следующим образом:
Протеазы: активатор плазминогена, коллагеназа, эластаза, ангиотензинконвертаза.
Медиаторы воспаления и иммуномодуляции: ФНО, ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-15, интерферон, лизоцим, фактор активации нейтрофилов, компоненты комплемента (С, С2, С3, С5).
Факторы роста: КСФ-ГМ, КСФ-Г, КСФ-М, фактор роста фибробластов, трансформирующий фактор роста.
Факторы свертывающей системы крови и ингибиторы фибринолиза:V, VII, IX, X, ингибиторы плазминогена, ингибиторы плазмина.
Адгезивные вещества: фибронектин, тромбоспондин, протеогликаны.
В связи с вышеизложенным представляется целесообразным остановиться на характеристике отдельных монокинов, играющих важную роль в развитии иммунных и аллергических реакций, а также сосудисто-тканевых изменений при инфекционной патологии.
ИЛ-1- иммунорегулирующий лейкопептид - продуцируется не только моноцитами и макрофагами, но и нейтрофилами, клетками нейроглии и астроцитами мозга, эндотелиальными клетками, В-лимфоцитами, нейронами головного мозга, периферическими симпатическими нейронами, норадренергическими хромаффинными клетками мозгового вещества надпочечников . Известны две формы ИЛ-1: ИЛ-1-альфа и ИЛ-1-бета, которые кодируются различными генами в виде предшественников с ММ в 31000 Д. Запуск продукции ИЛ-1 осуществляется под влиянием различных антигенов, в частности эндотоксинов, липополисахаридов, нейропептидов. Обе формы ИЛ-1, несмотря на определенные различия в аминокислотном составе, связываются с одними и теми же рецепторами на клетках-мишенях и обладают сходным биологическим действием. У человека преобладает ИЛ-1-бета.
ИЛ-1 способствует пролиферации В- и Т-лимфоцитов, стимулирует синтез ИЛ-2 и рецепторов к ИЛ-2, усиливает активность цитотоксических Т-лимфоцитов, натуральных киллеров, усиливает синтез?-интерферона, ИЛ-4, ИЛ-6, КСФ. ИЛ-1 является одним из известных иммунотрансмиттеров, обладает прямым действием на структуры центральной нервной системы, в частности на гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальную систему, обладает активностью эндопирогена .
Фактор некроза опухоли (ФНО) обнаружен в 1975 г. в сыворотке крови экспериментальных животных. В связи со способностью вызывать геморрагический некроз опухоли он получил своё название. Однако, как обнаружилось в последующем, существуют чувствительные и нечувствительные к действию ФНО опухоли.
ФНО продуцируется моноцитами, макрофагами, Т- и В-лимфоцитами, NK-клетками, нейтрофилами, астроцитами, клетками эндотелия. Ген, локализованный в макрофагах, кодирует продукцию так называемого ФНО-альфа с ММ 17 кД, который, наряду с прочими эффектами, тормозит синтез и депонирование жира, в связи с чем получил название кахексина. Ген лимфоцитов кодирует образование ФНО-?, или лимфотоксина, имеющего ММ 25 кД.
ФНО является эндопирогеном, стимулирует выброс гистамина тучными клетками и базофилами, вызывает активацию фибробластов, гладких миоцитов и эндотелия сосудов в очаге воспаления, индуцирует синтез белков острой фазы. ФНО является медиатором эндотоксинового шока.
К группе монокинов-лимфокинов относится ИЛ-12, продуцируемый В-лимфоцитами, макрофагами, который усиливает пролиферацию гемопоэтических стволовых клеток, дифференцировку СД4 - Т-лимфоцитов.
ИЛ-15 продуцируется моноцитами, Т-лимфоцитами, стромальными клетками костного мозга, биологическая активность сходна с действием ИЛ-2.
В развитии инфекционного процесса участвует и фактор роста гепатоцитов, продуцируемый на фоне антигенной стимуляции макрофагами, фибробластами, эндотелиальными клетками, гладкомышечными элементами, который способствует росту гепатоцитов, клеток-предшественниц гемопоэза, клеток эпителия.
В последние годы важная роль в индукции воспалительных реакций инфекционно-аллергической природы, в частности в развитии процессов эмиграции и хемотаксиса лейкоцитов, отводится хемокинам . К числу хемокинов относят ИЛ-8, макрофагальный воспалительный протеин-I-альфа, макрофагальный воспалительный протеин-I-бета, моноцитарный хемотоксический и активирующий фактор и др.
Характеризуя отдельные хемокины, необходимо отметить, что ИЛ-8 продуцируется моноцитами, макрофагами, Т-лимфоцитами, нейтрофилами, фибробластами, гепатоцитами и эндотелиальными клетками, стимулирует хемотаксис нейтрофилов, Т-лимфоцитов, повышает сродство нейтрофилов к эндотелиальным клеткам.
Макрофагальные воспалительные протеины-I-альфа и I-бета синтезируются В-лимфоцитами, моноцитами, стволовыми клетками, фибробластами, стимулируют хемотаксис моноцитов, Т-лимфоцитов.
К числу хемокинов относятся моноцитарный хемотаксический протеин I, а также моноцитарный хемотаксический и активирующий факторы, источником их образования являются моноциты, макрофаги, фибробласты, эндотелиальные, гладкомышечные клетки. Указанные хемокины стимулируют хемотаксис моноцитов, высвобождение гистамина из базофилов.
Вышеизложенное делает очевидным тот факт, что биологические эффекты воздействия инфекционных возбудителей заболевания и продуцируемых ими ферментных и токсических факторов патогенности после селективной рецепции теми или иными структурами реализуются в значительной мере за счет факторов продукции патогенности возбудителя, опосредованного за счет продукции лимфокинов, монокинов, хемокинов и других цитокинов.
Однако в продромальный период заболеваний инфекционной и неинфекционной природы формулируются механизмы защиты от чрезмерных цитокинопосредованных метаболических и функциональных сдвигов. Прежде всего это относится к глюкокортикоидам, обладающим способностью ингибировать экспрессию генов интерлейкинов и синтез метаболитов арахидоновой кислоты.
В настоящее время идентифицированы полипептидные тканевые ингибиторы цитокинового каскада, к числу которых относятся уромодулин (белок Тамма-Хорсфалла, связывающий ИЛ-1), конкурентный блокатор клеточных рецепторов для ИЛ-1, трансформирующий фактор роста - бета, интерфероны, антитела к ФНО и ИЛ-1.
Цитокиновый ответ, формирующийся сразу же после взаимодействия токсических и ферментных факторов патогенности инфекционных возбудителей с клетками лимфоидной ткани, мононуклеарно-фагоцитирующей системы, обеспечивает не только формирование реакций адаптации, но и дезадаптации, которые достигают максимума в период выраженных клинических проявлений инфекционной патологии. Длительность этого периода различна в зависимости от биологических особенностей возбудителя и может составлять от нескольких часов, суток, недель, месяцев до многих лет.
Период выраженных клинических проявлений инфекционной патологии включает в себя формирование типовых патологических реакций и процессов: типовых нарушений периферического кровообращения (артериальной-, венозной гиперемии, тромбоза, эмболии), развитие ДВС-синдрома, нарушение реологических свойств крови, развитие сосудистых расстройств вплоть до бактериально-токсического коллапса.
Клинические проявления инфекции могут быть аналогичными при заболеваниях различной этиологии, поскольку в основе разнообразных заболеваний лежали типовые патологические процессы. Некоторые особенности течения болезни являются высокохарактерными для инфекции, в частности внезапное начало, озноб, миалгия, фотофобия, фарингит, острая лимфаденопатия, спленомегамия, расстройства деятельности желудочно-кишечного тракта, сдвиги со стороны периферической крови.
Следует отметить, что наличие одного или нескольких из вышеперечисленных признаков еще не является доказательством микробной природы заболевания у данного больного. В то же время некоторые фатальные инфекционные болезни могут протекать без лихорадки и других симптомов, свойственных многим инфекциям.
Хотя не существует достоверных клинических критериев инфекционного заболевания, тем не менее диагноз многих инфекций можно поставить на основе анализа анамнестических данных, физикального обследования, характера и последовательности развития симптомов, контакта с больными людьми, животными или насекомыми.
«Специфика» инфекционного заболевания определена селективностью рецепции факторов патогенности возбудителя, особенностью локализации патологических процессов, их комбинацией, развертыванием во времени. Диапазон проявлений инфекции может варьировать в широких пределах в виде клинической картины болезни, бактерионосительства, осложнений.
Исходы инфекционного заболевания, как известно, зависят от характера динамического взаимодействия макроорганизма, возбудителя и условий среды и могут проявляться в виде полного выздоровления и формирования иммунитета и неполного выздоровления с формированием бациллоносительства или патологического состояния.
Указатель основной литературы
Афанасьева А.Н., Одинцова И.Н., Удут В.В. // Анестезиология и реаним. - 2007. - № 4. - С.67-17.
Агапова О.В., Бондаренко В.М. // Журнал микробиологии.-1998.- №2.- С. 121 -125.
Цинзерлинг А.В. Современные инфекции.-СПб.: Сотис, 1993.-363 с.
Циркин В.И., Дворянский С.А. Сократительная деятельность матки (механизмы регуляции). - Киров, 1997. - 270 с.
Шалыгина Н.Б. // Арх. патологии. - 1991. - Т. 53, № 6. - С. 3-6.
Шанин В.Ю. Клиническая патофизиология: Учебник для медицинских вузов. СПб: « Специальная литература», 1998.- 569 с.
Шхинек Э.К., Рыбакина Е.Г., Корнева Е.А. //Успехи современной биологии. - 1993. - Т.113, - вып. 1.- С. 95-105.
Щепеткин И.А. // Успехи современной биологии. - 1993. - Т. 113, - Вып. 5. - С. 617 -623.
Основные формы инфекционного процесса.
Взаимодействие инфекционного агента с макроорганизмом может протекать в различных формах:
1. манифестные – формы, имеющие клинические проявления. Они делятся на острые и хронические – и те, и другие могут протекать в виде типичного, атипичного и молниеносного варианта (как правило, заканчивается летально). По степени тяжести клинические формы делятся:
· средней степени тяжести
· тяжелые
Острые формы характеризуются:
· непродолжительным пребыванием возбудителя в организме;
· формированием различной степени невосприимчивости к повторному заражению тем же инфекционным агентом;
· наблюдается большая интенсивность выделения возбудителя в окружающую среду, следовательно такие больные высоко заразны.
Хронические формы обусловлены длительным пребыванием возбудителя в организме, ремиссиями и обострениями заболевания и, чаще, благоприятным исходом.
2. носительство инфекции – инфекционный процесс, протекающий бессимптомно на субклиническом уровне, либо в острой, или хронической форме, но проявлений болезни нет.
3. субклиническая форма инфекции – имеет стертую клиническую картину.
4. латентная форма инфекции – длительное бессимптомное взаимодействие организма с инфекционным агентом, но при этом возбудитель находится либо в дефектной форме, либо в особой стадии своего существования (*стрептококк при роже может реверсировать в L-форму – нет симптомов, затем реверсия в бактериальную форму – обострение).
5. реинфекция – заболевание, развивающееся в результате нового заражения тем же возбудителем.
6. медленные инфекции – характеризуются продолжительным инкубационным периодом (несколько месяцев, лет), ациклическим, неуклонно прогрессирующим течением с развитием патологических изменений преимущественно в одном органе или одной системе органов и, как правило, всегда приводят к смертельному исходу (*ВИЧ-инфекция, врожденная краснуха, подострый коревой склерозирующий панэнцефалит).
Различают:
- моноинфекции – инфекции вызванные 1 возбудителем
- микст-инфекции (смешанные) – которые вызываются одновременно несколькими видами возбудителей
- аутоинфекция (эндогенная) – вызванная собственной УПМ. В основе возникновения этих заболеваний лежит дисбактериоз. Имеет значение экология, радиация.
1.возбудитель инфекционного заболевания – характеризуется свойствами, определяющими степень его опасности:
a. патогенность
b. вирулентность
c. токсигенность.
Патогенность представляет собой потенциальную, закрепленную генетически способность микроорганизма вызывать заболевание. По этому признаку всех возбудителей можно разделить на:
· патогенные
· непатогенные (сапрофиты)
Вирулентность – это степень патогенности. Она связана с адгезивностью и инвазивностью, т.е. способностью возбудителя к прикреплению и проникновению в ткани и органы и распространению в них.
Токсигенность обусловлена способностью микроорганизмов синтезировать и выделять токсины.
Патогенные микроорганизмы проникают в организм через входные ворота инфекции (*полость рта, ЖКТ, дыхательные пути, кожные покровы и т.д.).
Важной характеристикой возбудителя инфекции является его тропность к определенным системам, тканям и даже клеткам.
2.макроорганизм – его восприимчивость к возбудителям инфекции определяется состоянием защитных факторов организма, которые можно разделить на 2 группы:
a. неспецифические:
· непроницаемость кожи для большинства микроорганизмов, т.к. она обладает механической барьерной функцией и бактерицидными свойствами
· высокая кислотность и ферментативная активность желудочного сока, губительно действующего на микроорганизмы
· нормальная микрофлора организма, которая населяет слизистые оболочки, препятствующая колонизации в них патогенных микроорганизмов
· двигательная активность ресничек эпителия дыхательного тракта, механически удаляющая возбудителей из дыхательных путей
· наличие в крови и других жидких средах организма ферментных систем (лизоцим, пропердин)
· система комплемента, лимфокины, интерфероны, фагоцитоз. Важную роль играет сбалансированное питание, витаминная обеспеченность организма.
b. специфические – иммунный ответ.
Формы иммунного ответа:
1. выработка антител
2. гиперчувствительность немедленного типа
3. гиперчувствительность замедленного типа
4. иммунологическая память
5. иммунологическая толерантность
6. идиотип-антиидиотипическое взаимодействие.
Выделяют 2 формы иммунного реагирования: клеточный иммунный ответ (ГЗТ) и гуморальный иммунный ответ (антителогенез). В обеспечении иммунного ответа принимают участие Т-лимфоциты, В-лимфоциты и макрофаги.
Главную роль отводят Т-системе. Среди Т-клеток различают:
· Т-эффекторы – осуществляют реакции клеточного иммунитета
· Т-хелперы – включают В-лимфоциты в АТ-продукцию
· Т-супрессоры – регулируют деятельность Т- и В-лимфоцитов, путем торможения их активности.
Среди В-клеток различают субпопуляции, синтезирующие иммуноглобулины различных классов (Ig A, Ig G, Ig M и др.).
Макрофаги захватывают, распознают, перерабатывают и накапливают АГ и передают информацию на Т- и В-лимфоциты.
Универсальным ответом системы иммунитета на внедрение инфекционных агентов является антителообразование. Носителями активности АТ являются Ig 5 классов: A, M, G, D, E.
Регуляция иммунного ответа осуществляется на 3-х уровнях: внутриклеточном, межклеточном, организменном.
3.Окружающая среда – может являться местом постоянного пребывания возбудителя, а так же может быть фактором передачи инфекции. Различные возбудители имеют различную активность в окружающей среде.
В процессе эволюции патогенные агенты выработали способность проникать в организм хозяина через определенные ткани. Место их проникновения получило название входных ворот инфекции. Входными воротами для одних микроорганизмов являются кожные покровы (малярия, сыпной тиф, кожный лейшманиоз), для других — слизистые оболочки дыхательных путей (грипп, корь, скарлатина), пищеварительного тракта (дизентерия, брюшной тиф) или половых органов (гонорея, сифилис). Инфицирование может возникать при непосредственном поступлении возбудителя в кровь или лимфу (укус членистоногих и животных, инъекции и хирургические вмешательства).
Форма возникающего инфекционного заболевания может определяться входными воротами. Если входными воротами были миндалины, то стрептококк вызывает ангину, кожа — пиодермию или рожу, матка — послеродовой эндометрит.
Проникновение микроорганизмов происходит, как правило, межклеточным путем, благодаря бактериальной гиалуронидазе или дефектам эпителия; нередко — через лимфатические пути. Возможен также рецепторный механизм контакта бактерий с поверхностью клеток кожи или слизистых оболочек. Вирусы имеют тропность к клеткам определенных тканей, однако обязательным условием их проникновения внутрь клетки является наличие у них специфических рецепторов.
Начало инфекционного заболевания может проявиться только местной воспалительной реакцией или ограничиться реакциями факторов неспецифической резистентности организма или иммунной системы, что приводит к нейтрализации и элиминации возбудителя. Если местные защитные механизмы оказываются недостаточными для локализации инфекции, то происходит ее распространение (лимфогенное, гематогенное) и развиваются соответствующие реакции со стороны физиологических систем организма хозяина.
Проникновение микроорганизмов является стрессом для организма. Стресс-реакция реализуется через активацию ЦНС, симпатоадреналовой и эндокринной систем, а также, что является специфическим для инфекционных заболеваний, активируются механизмы неспецифической резистентности и специфические иммунные гуморальные и клеточные факторы защиты. В дальнейшем в результате интоксикации активация ЦНС меняется ее угнетением, а при ряде инфекций, например ботулизме, нарушением нервно — трофических функций.
Изменение функционального состояния ЦНС приводит к перестройке деятельности различных органов и систем организма, направленной на борьбу с инфекцией. Перестройка может заключаться как в усилении функции того или иного органа и системы, так и в ограничении их функциональной активности. Возникают также специфические для каждой инфекции структурно — функциональные изменения, отражающие особенности действия возбудителя и продуктов его жизнедеятельности.
Активность иммунной системы направлена в первую очередь на формирование иммунитета. Однако в ходе инфекционного процесса могут возникать аллергические, аутоиммунные реакции, а также состояние иммунного дефицита.
Аллергические реакции, возникающие при инфекционном процессе, относятся преимущественно к III типу, то есть к иммунокомплексным реакциям. Они возникают при высвобождении больших количеств антигена в результате гибели микроорганизмов в уже сенсибилизированном организме хозяина.
Так, вызванный иммунными комплексами гломерулонефрит затрудняет стрептококковую инфекцию. Реакции иммунных комплексов оказываются прежде всего при хронических инфекционных заболеваниях бактериальной, вирусной и грибковой природы, при глистных инвазиях. Симптоматика их разнообразна и связана с локализацией иммунных комплексов (васкулиты, артриты, нефриты, невриты, иридоциклит, энцефалиты).
Атопические реакции могут возникать при некоторых грибковых повреждениях. Разрывы эхинококковых цист приводят к анафилактическому шоку с летальным исходом.
Аутоиммунные реакции часто сопутствуют инфекционным заболеваниям. Это связано: 1) с модификацией собственных антигенов организма; 2) перекрестными реакциями между антигенами хозяина и микроба; 3) интеграцией вирусной ДНК с геном клеток хозяина.
Иммунодефициты, возникающие при инфекционном процессе, как правило, проходящие. Исключение составляют заболевания, при которых вирус поражает сами клетки иммунной системы (например, СПИД). При хронических инфекциях возможно функциональное истощение реакций местного иммунитета (кишечные инфекции) или иммунной системы организма (малярия).
При развитии инфекционного процесса может происходить перераспределение кровотока наряду с изменениями микроциркуляции, возникающие, как правило, в связи с повреждающим воздействием токсинов на сосуды микроциркуляторного русла; возможно усиление функции дыхательной системы,которое сменяется ее угнетением в связи со снижением активности дыхательного центра под влиянием микробных токсинов или инфекционном повреждении органов дыхания.
В ходе инфекционного заболевания повышается деятельность органов выделительной системы и усиливается антитоксическая функция печени. Наряду с этим повреждение печени при вирусном гепатите приводит к развитию печеночной недостаточности, а кишечные инфекции сопровождаются дисфункцией пищеварительной системы.
Инфекционный процесс представляет собой типичную патологическую реакцию, неизменными компонентами которой являются лихорадка, воспаление, гипоксия, нарушения обмена веществ (водно — электролитного, углеводного, белкового и жирового), энергодефицитное состояние.
Лихорадка — наиболее частый и почти неотъемлемый компонент инфекционного процесса. Возбудители инфекций, будучи первичными пирогенами, стимулируют высвобождение эндогенных пирогенов из мононуклеарных фагоцитов и нейтрофилов, «запуская» механизм лихорадки.
Воспаление — вызывается появлением или активацией инфекционного агента. Очаг местного воспаления, с одной стороны, играет защитную роль, ограничивая распространение инфекции. С другой стороны, выброс медиаторов воспаления усугубляет нарушения обмена веществ, гемодинамики, трофики тканей.
Гипоксия — непременный компонент инфекционного процесса. Тип развивающейся гипоксии зависит от особенностей инфекционного заболевания: 1) респираторный тип гипоксии может возникать как результат тормозящего влияния ряда токсинов на дыхательный центр; 2) циркуляционная гипоксия, как правило, является следствием нарушения гемодинамики; 3) гемическая гипоксия развивается за счет уменьшения числа эритроцитов (например, при малярии); 4) тканевая — вследствие разделительного действия эндотоксинов на процессы окисления и фосфорилирования (например, сальмонелл, шигелл) .
Нарушение обмена веществ. На начальных стадиях инфекционного процесса преобладают реакции катаболического характера: протеолиз, липолиз, распад гликогена и как следствие гипергликемия. Превалирование катаболических реакций сменяется состоянием относительного баланса, а в дальнейшем — стимуляцией анаболических процессов. В зависимости от нозологической формы преобладают нарушения со стороны одного или нескольких видов обмена. Так, при кишечных инфекциях преимущественно возникают расстройства водно-электролитного обмена (обезвоживание) и кислотно-осноного состояния (ацидоз). Читайте «
Инфекционный процесс, или инфекция - типовой патологический процесс, возникающий под действием микроорганизмов.
Инфекционный процесс представляет собой комплекс взаимосвязанных изменений: функциональных, морфологических, иммунобиологических, биохимических и других, лежащих в основе развития конкретных инфекционных болезней.
Терминология
Выделяют следующие инфекционные процессы.
Сепсис - тяжёлая генерализованная форма инфекционного процесса.
Бактериемия, вирусемия - наличие в крови бактерий или вирусов без признаков их размножения.
Микст-инфекция - инфекционный процесс, вызванный одновременно двумя и более возбудителями.
Реинфекция - повторное (после выздоровления пациента) возникновение инфекционного процесса, вызванного тем же микроорганизмом.
Суперинфекция - повторное инфицирование организма тем же возбудителем до выздоровления.
Вторичная инфекция - инфекционный процесс, развивающийся на фоне уже имеющейся (первичной) инфекции, вызванной другим микроорганизмом.
Этиология
Причина инфекции - микроорганизмы.
Таблица 7-1. Основные формы симбиоза макро- и микроорганизма
Виды возбудителей. К возбудителям инфекции относятся простейшие, грибы, бактерии, вирусы и прионы.
Свойства возбудителей. К ним относятся патогенность и вирулентность, а также факторы патогенности.
Патогенность - способность возбудителя проникать в макроорганизм, размножаться в нём и вызывать болезнь. Это свойство заложено в генотипе возбудителя, оно передаётся по наследству и является видовым.
Вирулентность - фенотипическое свойство, характеризующее степень болезнетворности микроорганизма (мера патогенности).
ФАКТОРЫ ПАТОГЕННОСТИ
К основным факторам патогенности относят факторы распространения, адгезии, колонизации, защиты, а также токсины. Факторы распространения обеспечивают или облегчают проникновение возбудителя во внутреннюю среду организма и распространение в ней:
♦ ферменты (гиалуронидаза, коллагеназа, нейраминидаза);
♦ жгутики (у холерного вибриона, кишечной палочки, протея);
Адгезивные молекулы - поверхностные химические структуры микробных клеток белковой или полисахаридной природы. Адгезины обеспечивают прочность взаимодействия микробов с определённы- ми клетками макроорганизма.
Колонизация - размножение и образование большого количества однородных микробов (колоний). Этому способствуют также многие экзотоксины.
Факторы зашиты. К факторам защиты возбудителя от бактерицидных механизмов организма хозяина относятся:
♦ капсулы, защищающие микроб от фагоцитоза (у возбудителей сибирской язвы, гонореи, туберкулёза);
♦ факторы, угнетающие различные стадии фагоцитоза и реакции иммунитета (каталаза, протеаза, коагулаза).
Токсины
Токсины - вещества, оказывающие повреждающее действие на клетки и ткани организма хозяина. Известно множество бактериальных токсинов. Их подразделяют на эндогенные (эндотоксины) и экзогенные (экзотоксины).
Эндотоксины - вещества, выделяемые бактериями в среду обитания при их разрушении. Образование токсинов контролируется генами хромосом и плазмидами (Col, F, R), которые включают в себя tох-транспозоны или фаги. Эндотоксины являются липополисахаридами (ЛПС). Они относятся к основным структурным компонентам внешней мембраны практически всех грамотрицательных бактерий. Биологическая активность эндотоксина определяется его гидрофобным компонентом - липидом A.
Экзотоксины - вещества, выделяемые в окружающую среду микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. В зависимости от объекта воздействия в эукариотических клетках, экзотоксины подразделяют на мембранотоксины и токсины, влияющие на внутриклеточные структуры.
♦ Действующие на цитолемму мембранотоксины обеспечивают повышение её проницаемости или деструкцию. К основным мембранотоксинам относят: ферменты (нейраминидаза, гиалуронидаза, фосфолипазы, сфингомиелиназы), амфифильные соединения (лизофосфолипиды).
♦ Влияющие на внутриклеточные структуры токсины. В молекуле экзотоксинов этой подгруппы имеется две функционально различные части: рецепторная и каталитическая. Экзотоксины обладают исключительно высокой специфичностью действия и обеспечивают развитие характерных синдромов (при ботулизме, столбняке, дифтерии и пр.).
УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ИНФЕКЦИИ
Условия возникновения инфекции определяются входными воротами инфекции, путями её распространения в организме, механизмами противоинфекционной резистентности.
Входные ворота
Входные ворота инфекции - место проникновения микробов в макроорганизм.
Кожные покровы (например, для возбудителей малярии, сыпного тифа, кожного лейшманиоза).
Слизистые оболочки дыхательных путей (для возбудителей гриппа, кори, скарлатины и др.).
Слизистые оболочки ЖКТ (например, для возбудителей дизентерии, брюшного тифа).
Слизистая оболочка мочеполовых органов (для возбудителей гонореи, сифилиса и др.).
Стенки кровеносных и лимфатических сосудов, через которые возбудитель поступает в кровь или лимфу (например, при укусах членистоногих и животных, инъекциях и хирургических вмешательствах).
Входные ворота могут определять нозологическую форму заболевания. Так, внедрение стрептококка в области миндалин вызывает ангину, через кожу - рожу или пиодермию, в области матки - эндометрит.
Пути распространения бактерий
Известны следующие пути распространения бактерий в организме.
По межклеточному пространству (благодаря бактериальной гиалуронидазе или дефектам эпителия).
По лимфатическим сосудам - лимфогенно.
По кровеносным сосудам - гематогенно.
По жидкости серозных полостей и спинномозгового канала. Большинство возбудителей имеет тропность к определённым тканям макроорганизма. Это определяется наличием молекул адгезии у микробов и специфических рецепторов у клеток макроорганизма.
Патогенез
В механизме развития инфекционного процесса ключевую роль играет взаимодействие возбудителей болезней и фагоцитов. Возбудители некоторых инфекций обладают резистентностью к эффекторным механизмам фагоцитов и даже способны размножаться в них (некоторые риккетсии, простейшие, вирусы и микобактерии). Вирусы могут проникать в фагоцитирующие клетки и изменять их функциональную активность.
ЗВЕНЬЯ ПАТОГЕНЕЗА
Основными звеньями механизма развития инфекционного процесса являются лихорадка, воспаление, гипоксия, нарушения обмена веществ, а также расстройства функций тканей, органов и их систем.
Лихорадка. Возбудители инфекций при помощи первичных пирогенов стимулируют синтез и высвобождение лейкоцитарных цитокинов, инициирующих лихорадку (подробнее см. раздел «Лихорадка», глава 6). Воспаление. Воспаление развивается в ответ на внедрение в организм флогогенного агента - возбудителя инфекции (подробнее см. главу 5 «Воспаление»).
Гипоксия (подробнее см. главу 15 «Гипоксия»). Тип развивающейся при инфекционном процессе гипоксии во многом зависит от особенностей возбудителя. Так, респираторная гипоксия может возникать в результате угнетающего действия ряда токсинов на дыхательный центр; циркуляторная - следствие нарушения микроциркуляции. Гемическая гипоксия может развиваться за счёт гемолиза эритроцитов (например, при малярии). Тканевая гипоксия формируется вследствие разобщения окисления и фосфорилирования под действием эндотоксинов.
Нарушения метаболизма. На начальных этапах инфекционного процесса преобладают процессы катаболического характера: протеолиз, липолиз, гликогенолиз. На этапе выздоровления катаболические реакции сменяются стимуляцией анаболических процессов.
РАССТРОЙСТВА ФУНКЦИЙ
Нервная система. Микробная инвазия вызывает развитие стресса и активацию ЦНС, которая при значительной интоксикации сменяется её угнетением.
Иммунная система. Активация иммунной системы направлена, в первую очередь, на формирование иммунитета. Однако, в ходе инфекционного процесса могут развиваться иммунопатологические реакции: аллергические, иммунной аутоагрессии, временные иммунодефициты.
Аллергические реакции. Наиболее часто возникают реакции гиперчувствительности третьего типа (по Джеллу и Кумбсу). Иммунокомплексные реакции возникают при массированном высвобождении Аг в результате гибели микроорганизмов в уже сенсибилизированном организме хозяина. Так, вызванный иммунными комплексами гломерулонефрит часто осложняет стрептококковую инфекцию.
Реакции иммунной аутоагрессии возникают при сходстве Аг хозяина и микроорганизма, модификации под влиянием микробных факторов Аг организма, интеграции вирусной ДНК с геномом хозяина.
Приобретённые иммунодефициты, как правило, преходящи. Исключение составляют заболевания, при которых вирус массированно поражает клетки иммунной системы (например, при СПИДе), блокируя формирование иммунного ответа.
Сердечно-сосудистая система. При инфекционном процессе могут развиваться аритмии, коронарная недостаточность, сердечная недостаточность, нарушения микроциркуляции. Основные причины развития названных нарушений - микробные токсины, дисбаланс ионного и водного обмена, изменение состояния крови. Внешнее дыхание. При инфекционном процессе возможно усиление функции дыхательной системы, сменяющееся её угнетением. Основные причины: подавление токсинами активности нейронов дыхательного центра, поражение возбудителями органов дыхания.
Периоды течения инфекции
В развитии инфекционного процесса выделяют несколько периодов: инкубационный, продромальный, основных проявлений и завершения.
Инкубационный период
Инкубационный период - интервал времени от инфицирования макроорганизма до появления первых клинических признаков болезни. Он характеризуется размножением и избирательным накоплением микроорганизмов в определённых органах и тканях. Длительность инкубационного периода - от нескольких часов (при острых кишечных инфекциях) до нескольких лет (при СПИДе, прионных инфекциях) - определяется, в основном, биологическими свойствами возбудителей, в силу чего продолжительность этого периода считают их видовым признаком.
Продромальный период
Продромальный период - этап от появления первых клинических неспецифических проявлений болезни до полного развития её симптомов. Этот период проявляется снижением эффективности адаптивных механизмов организма и нарастанием степени патогенности возбудителя. Клинические проявления на этом этапе не имеют характерных для данной инфекции черт. К ним относятся недомогание, дискомфорт, головная боль, лихорадка, мышечные и суставные боли. Продромальный период выявляется не при всех инфекционных заболеваниях и обычно длится от нескольких часов до нескольких суток.
Период основных проявлений
Период основных проявлений (разгара) болезни характеризуется развитием типичных для данной болезни признаков. Они зависят от патогенных свойств возбудителя и характера ответных реакций организма.
Продолжительность этого периода колеблется в широких пределах. Для многих инфекционных болезней (корь, скарлатина, тифы) характерна относительно постоянная длительность этого периода.
Период завершения
Период завершения имеет несколько вариантов: выздоровление, гибель организма, развитие осложнений, а также бациллоносительство.
Выздоровление наступает при благоприятном окончании болезни, происходит постепенное снижение выраженности и исчезновение основных клинических признаков. Выздоровление может быть полным и неполным.
♦ Полное выздоровление завершается удалением из организма возбудителя (санацией). Как правило, формируется иммунитет, обеспечивающий невосприимчивость организма к данной инфекции при его повторном инфицировании.
♦ Неполное выздоровление характеризуется сохранением остаточных явлений заболевания.
Осложнения (специфические и неспецифические) могут развиться в любом периоде заболевания.
♦ К специфическим осложнениям относят те, развитие которых непосредственно связано с основными звеньями патогенеза (например, перфорация стенки кишечника и кишечное кровотечение при брюшном тифе; гиповолемический шок при холере).
♦ К неспецифическим осложнениям относят состояния, вызванные вторичной инфекцией или суперинфекцией.
Бациллоносительство. В ряде случаев формируется бациллоносительство - определённый вид адаптации и взаимодействия микро- и макроорганизма, при котором происходит персистенция возбудителя инфекции.
Механизмы защиты организма от возбудителей инфекции
Широкий спектр клинических проявлений во многом зависит от эффективности защитных систем макроорганизма. Механизмы и факторы макроорганизма, препятствующие проникновению и жизнедеятельности в нём возбудителя подразделяют на две группы:
♦ неспецифические (играющие роль при контакте со всеми или многими возбудителями).
♦ специфические (направленные против конкретного микроорганизма).
НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФОРМЫ ЗАЩИТЫ
Неспецифическая защита организма от возбудителей выступает в качестве первого барьера на пути внедрения возбудителей. К важнейшим факторам неспецифической защиты организма относят барьерную функцию и бактерицидные факторы кожи и слизистых оболочек, лейкоциты, гуморальные механизмы, рефлекторные защитные реакции.
Барьеры и бактерицидные факторы
Барьерная функция и бактерицидные факторы кожи и слизистых оболочек - первая линия неспецифической защиты организма.
Кожа имеет защитный роговой слой, при десквамации которого удаляется значительное количество бактерий. Барьерную функцию выполняет также мерцательный эпителий бронхов, щёточная каём- ка эпителия слизистой оболочки кишечника. Определённая защитная роль принадлежит гистогематическим и гематоэнцефалическому барьерам, мембранам клеток.
Бактерицидные свойства кожи и слизистых оболочек обусловлены наличием на их поверхности секретов, содержащих лизоцим, секреторные IgA и IgM, гликопротеины. Важнейшее значение среди них имеет IgA. Он блокирует связывающие участки на поверхности бактерий и препятствует адгезии к эпителиальным клеткам.
Наличие жирных кислот на поверхности кожи создаёт низкий pH. Кроме того, потовые железы вырабатывают молочную кислоту (МК), которая препятствует жизнедеятельности многих микроорганизмов.
Низкий pH желудочного сока оказывает бактерицидное действие. В результате желудок является единственной частью ЖКТ, который почти полностью свободен от живых бактерий.
Лейкоциты и фагоцитоз
Лейкоциты - мощный барьер для большинства микробов. Мононуклеары и гранулоциты (прежде всего - нейтрофилы) оказывают эффективное неспецифическое бактерицидное действие на многие микроорганизмы как непосредственно, так и при помощи лейкокинов (подробнее см. главу 5 «Воспаление» и главу 16 «Иммунопатологические состояния»). Фагоцитоз - один из главных механизмов противоинфекционной защиты макроорганизмов. В процессе фагоцитоза в лейкоцитах активизируются механизмы инактивации и деструкции микробов. Комплекс этих механизмов получил название «микробоцидной системы фагоци-
тов». Эта система представлена кислородзависимой и кислороднезависимой подсистемами.
Кислородзависимая подсистема. Главные компоненты этой подсистемы - миелопероксидаза, каталаза и активные формы кислорода.
♦ Миелопероксидаза находится в азурофильных гранулах нейтрофилов и лизосомах моноцитов. Взаимодействие миелопероксидазы с H 2 O 2 сопровождается образованием сильных окислителей, происходит окисление галоидов, йодирование и хлорирование бактериальных металлов, что приводит к гибели микроорганизмов.
♦ Каталаза реагирует с H 2 O 2 с образованием активных форм кислорода. Миелопероксидазная и каталазная системы оказывают в процессе фагоцитоза высокоэффективное деструктивное действие на бактерии, вирусы, грибы и микоплазмы.
Кислороднезависимая подсистема. Основные компоненты этой подсистемы представлены лизоцимом, лактоферрином, катионными белками, Н + -гиперионией, гидролазами лизосом, β-лизинами, факторами комплемента, системой ИФН.
♦ Лизоцим (мурамидаза) расщепляет мураминовую кислоту пептидогликанов оболочек микробов.
♦ Лактоферрин в ненасыщенной ионами железа форме оказывает на микроорганизмы, заключенные в фагосомах, бактериостатическое действие. Последнее достигается за счёт хелатирующего связывания железа микробов, играющего для них роль важного ростового фактора.
♦ Катионные белки обладают бактерицидным действием, в основном, на грамположительные микробы, заключенные в фаголизосомах.
♦ Ацидоз
❖ В диапазоне pH 4,0-6,5 ацидоз оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие.
❖ При pH 4,0-4,5 подавляет формирование поверхностного заряда бактерий. Это сопровождается торможением мембранных процессов, что и приводит к гибели бактерий.
❖ Накопление H+ сопровождается образованием в фагоцитах нитритов, хлораминов, альдегидов, синглетного кислорода (1 O 2) и других факторов, оказывающих выраженный бактерицидный эффект.
❖ В условиях ацидоза повышается проницаемость мембран лизосом и гидролитические свойства их ферментов.
♦ Гидролазы находятся в первичных лизосомах в неактивном состоянии и активируются в условиях ацидоза. Лизосомальные ферменты осуществляют деструкцию компонентов микробов до элементарных соединений.
Бактерицидные и бактериостатические гуморальные механизмы
К гуморальным бактерицидным и бактериостатическим механизмам организма относятся лизоцим, лактоферрин, трансферрин, β-лизины, факторы комплемента, система ИФН.
♦ Лизоцим эффективно разрушает мураминовую кислоту пептидогликанов клеточной стенки грамположительных бактерий.
♦ Лактоферрин и трансферрин нарушают метаболизм железа в микробах.
♦ β-Лизины бактерицидны для большинства грамположительных бактерий.
♦ Факторы комплемента оказывают опсонизирующее действие, способствуя фагоцитозу микроорганизмов.
♦ Система ИФН обеспечивает неспецифическую противовирусную активность.
Рефлекторные защитные реакции. При помощи рефлекторных защитных реакций типа кашля и рвоты из дыхательных путей и желудка удаляются многие возбудители инфекции.
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Наиболее эффективная защита организма от инфекции - активация иммунных механизмов. Микроорганизмы содержат антигенные детерминанты, которые распознаёт иммунная система организма, развивается гуморальный и клеточный иммунитет.
Входные ворота инфекции и особенности возбудителя во многом определяют форму иммунного ответа.
Внедрение микроорганизмов, которые размножаются внеклеточно, вызывает преимущественно гуморальный иммунный ответ.
Попадание в организм микробов, способных размножаться внутриклеточно, сопровождается активацией клеточного иммунитета.
Вирусы, распространяющиеся гематогенно (например, полиомиелита, кори, эпидемического паротита), нейтрализуются преимущественно факторами гуморального иммунитета.
При внутриклеточном размножении вирусов основное значение в противовирусной защите имеет клеточный иммунитет.
При грибковых заболеваниях формируется преимущественно клеточный иммунитет.
Для возбудителей протозойных инфекций характерно разнообразие антигенного состава. Глистные инвазии сопровождаются преимущественно стимуляцией синтеза IgE.
Принципы терапии инфекционного процесса
Терапию инфекционных заболеваний проводят на основе этиотропного, патогенетического и симптоматического принципов лечения. Этиотропная терапия заключается в воздействии на возбудителя. Для этого применяют различные группы препаратов:
Антибактериальные средства (например, антибиотики, сульфаниламиды, хинолоны, производные нитрофурана, бактериофаги).
Противовирусные препараты (например, Ig, производные адамантана, ИФН).
Противогрибковые средства (например, азолы, гризеофульвин).
Антипротозойные препараты (например, сульфаниламиды, метронидазол).
Патогенетическое лечение имеет целью блокаду механизма развития инфекционного процесса.
Дезинтоксикационная терапия (например, применение гемодилюции, гемодиализа, плазмафереза).
Противовоспалительное лечение (см. главу 5 «Воспаление»).
Иммунотерапия и иммунокоррекция (например, с помощью специфических сывороток, вакцин, иммуномодуляторов, десенсибилизирующих воздействий).
Нормализация нарушенных функций тканей, органов и их систем (например, ССС, дыхательной, пищеварительной, нервной).
Коррекция нарушений гомеостаза (КЩР, содержания ионов, объё- ма и реологических свойств циркулирующей крови, pO 2).
Симптоматическое лечение направлено на облегчение состояния пациента и устранение у него тягостных, болезненных ощущений, усугубляющих течение заболевания. С этой целью используют, например, препараты, устраняющие головную боль, чувства эмоционального напряжения или страха, снотворные и противоболевые препараты.
«Инфекционный процесс» - фраза, которой никого не удивишь уже много лет. Заболевания этой группы сопровождают человечество на протяжении всего его существования. Чтобы лучше разобраться в том, как защитить себя от инфекции, необходимо подробнее рассмотреть данное понятие и его особенности.
Общая информация
Сначала вы познакомитесь с главными терминами. Итак, инфекция - это еще не болезнь. Она представляет собой только момент заражения. Он охватывает попадание возбудителя в организм и начало его развития.
Инфекционный процесс - это уже то состояние, в котором вы находитесь после заражения. То есть он является своеобразной реакцией организма на те патогенные бактерии, которые начали размножаться и угнетать работу систем. Он пытается высвободиться от них, восстановить свои функции.
Инфекционный процесс и инфекционное заболевание - это практически одинаковые понятия. Однако последний термин предполагает проявление состояния организма в виде симптомов и признаков. В большинстве случаев болезнь заканчивается выздоровлением и полным уничтожением вредных бактерий.
Признаки ИП
Инфекционный процесс имеет определенные черты, которые отличают его от других патологических явлений. Среди них можно выделить такие:
1. Высокая степень заразности. Каждый заболевший человек становится источником возбудителей для других людей.
1. Воздушный. Чаще всего возбудители при этом попадают в органы дыхания, где и начинают размножаться. Передаются другому человеку они при разговоре, чихании и даже проникают внутрь организма с пылью.
2. Фекально-оральный. Местом локализации для таких микроорганизмов является желудок и кишечник. Микробы попадают в организм вместе с едой или водой.
3. Контактный. Такие заболевания часто поражают кожные покровы, слизистую оболочку. Передать патогенную микрофлору в этом случае можно при прикосновении к здоровому человеку или при использовании зараженных предметов.
4. Трансмиссивный. Он предусматривает локализацию вредоносных микроорганизмов в крови. Передается инфекция в этом случае при помощи насекомых, например, комаров.
5. Трансплацентарный. Этот путь предусматривает попадание микробов и бактерий от матери к ребенку через плаценту.
6. Искусственный. В этом случае инфекция в организм заносится в результате проведения каких-либо манипуляций: в больнице, тату-салоне, салоне красоты и других заведениях.
7. Половой, то есть посредством сексуального контакта.
Как видите, при соблюдении правил гигиены можно избежать множества проблем.
Что такое «скрытая инфекция»?
Надо сказать, что патология может проявляться не всегда. Инфекция способна жить в организме человека очень долго, не давая о себе знать. Это так называемые «скрытые инфекции». Чаще всего они передаются половым путем. Первые симптомы могут проявляться только через неделю. За это время микроорганизмы уже наносят всем системам человека серьезный вред.
К таким инфекциям можно отнести: хламидиоз, сифилис, гонорею, трихомониаз. Кроме того, сюда можно также включить герпес, папилломавирусы, цитомегаловирус. Человек может жить, даже не подозревая о наличии этих проблем. Часто выявить патологию можно только при помощи специальных анализов. Скрытые инфекции очень коварны, поэтому следует беречь себя и стараться не заразиться ими.
Особенности лечения заболевания
Существует несколько этапов терапии:
1. Воздействие на возбудителя при помощи антибактериальных, противовирусных, противогрибковых препаратов и антибиотиков.
2. Предотвращение дальнейшего развития процесса. Это осуществляется при помощи дезинтоксиционной терапии, приема противовоспалительных лекарств, иммуномодуляторов, поливитаминов.
3. Устранение симптомов.
Течение инфекционного процесса может быть очень тяжелым, поэтому вы не всегда можете обойтись без врачебной помощи.
Профилактика
Меры предосторожности помогут не только оставаться здоровым и счастливым, но и защитят вас от возможных серьезных осложнений. Профилактика довольно проста:
1. Правильное питание и активный образ жизни.
2. Отказ от вредных привычек: курения, употребления алкоголя.
3. Ведение упорядоченной половой жизни.
4. Защита организма при помощи специальных медицинских препаратов во время разгара инфекции.
5. Постоянное выполнение всех необходимых гигиенических процедур.
6. Своевременное обращение к доктору в случае возникновения каких-либо проблем.
Вот и все особенности инфекционного процесса. Будьте здоровы и берегите себя.
Загрузка...