Возбудитель как фактор инфекционного процесса

Биологические факторы (живые возбудители заболеваний, инфекция и инфекционный процесс)

Понятие об инфекции. Под инфекцией 1 понимают проникновение в организм болезнетворных (патогенных) микробов. Взаимодействие их с организмом в конкретных условиях внешней среды, реакция макроорганизма на действие болезнетворных микробов, проявляющаяся определенными симптомами, лежит в основе инфекционного процесса.

1 ( От латинского слова inficio - заражаю.)

В инфекционном процессе играют роль: микроорганизм - возбудитель инфекции, макроорганизм, в котором микроб проявляет свою жизнедеятельность, и внешняя среда, которая влияет на свойства макро- и микроорганизмов.

Возбудителями инфекционного процесса являются патогенные микробы, а также фильтрующиеся вирусы, которые вызывают ряд заболеваний (корь, краснуха, грипп, полиомиелит, оспа и др.). Вирусы, по-видимому, способны проникать даже через неповрежденные кожу и слизистые оболочки.

Инфекционное заболевание вызывается не всяким патогенным возбудителем. Например, микроорганизмы, живущие на коже и слизистых оболочках, обычно не причиняют вреда (так называемые сапрофиты).

Возбудители инфекционных заболеваний обладают основным свойством патогенности, или болезнетворности. Некоторые микробы, не относящиеся к патогенным, в известных условиях могут приобретать это свойство. Так, при общем истощении организма сапрофиты иногда становятся патогенными. С другой стороны, человек может быть носителем патогенного микроба и при этом не заболевать. Например, во рту некоторых людей можно обнаружить патогенные дифтерийные палочки или менингококки, причем эти люди все же не заболевают дифтерией или менингитом (так называемое бациллоносительство здоровых). Это объясняется свойствами как патогенного микроба, так и сопротивляемостью организма.

Для того чтобы патогенный микроб вызвал инфекционное заболевание, он должен обладать вирулентностью, т. е. способностью преодолевать сопротивляемость организма и проявлять токсическое действие. Степень вирулентности микробов зависит от свойств макро- и микроорганизма. Повышение вирулентности микробов наблюдается при их проведении (пассажах) через восприимчивый к ним животный организм. Так, вирулентность стрептококков резко возрастает вследствие повторных пассажей через организм кролика.

Вирулентность микробов возрастает в связи с выработкой ими агрессинов и антипептолитических ферментов, подавляющих иммунные свойства организма, а также фактора распространения, увеличивающего проницаемость тканей. Последний является ферментом гиалуронидазой, расщепляющей гиалуроновую кислоту - составную часть соединительной ткани.

В других случаях проведение микробов через невосприимчивый к ним организм делает их менее вирулентными.

При культивировании на искусственных средах (с прибавлением иммунных сывороток) вирулентность микробов падает.

Изменение свойств микробов под влиянием факторов среды, вызывающих ослабление их вирулентности, может быть использовано в практических целях для приготовления ослабленных вакцин, с помощью которых легче достигается иммунизация организма.

Одни микробы вызывают отравление организма вследствие выработки и выделения ими токсических веществ - экзотоксины. Последние легко диффундируют из тела бактерий, всасываются и наводняют весь организм (так называемая бактериальная интоксикация), например при тетанусе или дифтерии. В других случаях имеет место собственно бактериальная инфекция, вызывающая реакцию организма на воздействие самих бактерий, например при сибирской язве. Однако четкую границу между этими двумя видами токсигенности установить не всегда удается. Наконец, токсины могут освобождаться из тел бактерий при их разрушении - эндотоксины, например эндотоксины брюшного тифа, холеры.

Экзо- и эндотоксины являются специфическими продуктами жизнедеятельности микробов.

К неспецифическим веществам, отравляющим организм при инфекционном процессе, следует отнести продукты распада тел бактерий (например, бактериопротеины, ферменты), а также продукты клеточного обмена и распада тканей пораженного макроорганизма (например, протеиногенные амины). Все указанные вещества, особенно микробного происхождения, способны вызывать интоксикацию организма.

Особенностью инфекционных процессов является их заразительность. В зависимости от источника заражения и путей проникновения микробов инфекционные заболевания человека возникают в результате непосредственного соприкосновения с больными (через слизь, мокроту), через воздух и пищевые вещества либо через промежуточных хозяев-переносчиков инфекции, например через клещей, клопов, блох, комаров (пищевой энцефалит, туляремия, сыпной тиф, возвратный тиф, малярия).

Входные ворота инфекции. Это те пути, по которым микробы попадают в организм с воздухом, пищевыми веществами, водой, путем контакта с заболевшим или укуса насекомых. Места проникновения микробов - это дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, поврежденная кожа, слизистые оболочки, миндалины, выводные протоки желез и т. д. Место проникновения микробов имеет большое значение в развитии инфекционных заболеваний. Так, холерный вибрион попадает в организм через рот и не проникает через кожу. Гонококки действуют только через слизистые оболочки мочеполовых путей или слизистую глаза. Даже для тех микробов, в отношении которых существует несколько путей проникновения в организм, способ проникновения имеет большое значение в возникновении и развитии болезни. Например, палочки сибирской язвы менее вирулентны при попадании через кожу, чем в случае проникновения их через легкие или кишечник.

Входные ворота являются не только исходным пунктом для проникновения, распространения или размножения микробов, но и обширной рефлексогенной зоной. Инфекционный агент или токсин, приходя в соприкосновение с рецепторным аппаратом пораженной ткани, способен вызывать рефлекторные реакции. Например, эндотоксин дизентерии Флекснера, воздействуя на интерорецепцию тонкого кишечника, вызывает изменение кровообращения в толстом кишечнике, падение кровяного давления, нарушение дыхания.

Взаимодействие организма с инфекцией. Проникновение патогенных микробов в организм может иметь различные последствия.

1. Патогенные микробы могут поселяться на его покровах или в различных органах, размножаться и выделяться из организма. Однако при этом видимой реакции организма и нарушений жизнедеятельности не наблюдается. В этих случаях организм является как бы резервуаром для проникших в него микробов (бактерионосительство). Поселяясь в определенных местах организма, микробы могут даже иметь большое физиологическое значение. Например, В. coli в толстых кишках играют роль в синтезе простатических групп коферментов и витаминов (например, В12). Но те же микробы становятся патогенными при их проникновении в желчный пузырь.

2. Скрытая, или латентная, инфекция возникает в результате заражения, но вызывает лишь малые отклонения в жизненных функциях организма, который постепенно освобождается от микробов благодаря выделению их или выработке иммунитета. Такие инфекционные заболевания ("бессимптомные") наблюдаются иногда при заражении сыпным или брюшным тифом, скарлатиной и другими инфекциями. При вирусных инфекциях также может быть скрытое течение, например так называемые инапарантные инфекции (корь у мышей, сыпной тиф у морских свинок). Наконец, по ходу развития инфекционного процесса могут наступать бессимптомные фазы. К ним относится, например, инкубационный период, т. е. время с момента заражения до проявления болезни, а также отдельные периоды бессимптомного течения заболевания. К собственно латентным инфекциям могут быть отнесены некоторые формы туберкулеза, которые характеризуются бессимптомным течением, но организм реагирует на экстракты из туберкулезных палочек и нередко в нем можно обнаружить очаги инфекции (например, в легких). При травмах и других патогенных воздействиях скрытая инфекция может становиться явной.

3. Проникновение патогенных микробов вызывает развернутое инфекционное заболевание. Оно характеризуется определенными симптомами в виде повышения температуры, изменения морфологического и химического состава крови, чаще увеличения количества лейкоцитов, ускорения реакции оседания эритроцитов, падения активности ряда ферментов, выработки антител. Нередко инфекционные заболевания характеризуются поражением тех или иных органов, развитием в них воспалительного процесса. При этом вид воспаления зависит от возбудителя и состояния организма. Например, стрепто- и стафилококки обычно вызывают гнойное, туберкулезная инфекция - продуктивное, корь и скарлатина - серозное воспаление. Различна и локализация воспаления, например при холере - в тонких кишках, при дизентерии - в толстых кишках, при крупозной пневмонии - в отдельных долях легкого. Генерализация инфекции возможна по четырем путям (по продолжению, через соприкосновение, лимфогенным или гематогенным путем).

Развитие инфекционного процесса чаще всего вызывает ослабление приспособляемости организма, ощущение недомогания или боли, ограничение или потерю трудоспособности. Взаимодействия микроба-возбудителя и организма очень разнообразны и определяются многими факторами внешней и внутренней среды. По мере развития инфекционного процесса подвергается также изменениям характер взаимодействия. Судьба инфекции зависит не только от количества и вирулентности микробов, но и от состояния организма, его иммунитета, восприимчивости к данной инфекции, питания, климата и других внешних влияний.

Распространение инфекции. Поражая организм в целом, возбудители инфекции вместе с тем вызывают характерные патологические изменения в отдельных органах, например при гонорее, пневмонии или брюшном тифе.

Из зараженного очага микробы могут проникать в другие органы и ткани, обусловливая появление в них вторичных очагов. В качестве примера можно привести перенос гноеродных кокков, сопровождающийся возникновением в разных участках тела гнойных процессов (пиемия). Инфекционные возбудители могут наводнять кровь (бактериемия) и, распространяясь по всему организму, поражать одновременно многие органы (явления сепсиса).

Пути выделения микробов из организма различны. Чаще всего они выделяются кишечником (преимущественно при кишечных инфекциях). Попавшие в кровь микробы выделяются нередко с мочой (например, при брюшном тифе, гонорее), молоком (при общих септических заболеваниях), слюной (вирус бешенства) и мокротой (при заболеваниях дыхательных путей).

Паразиты как возбудители заболеваний. К группе заболеваний, возникающих в результате действия биологических факторов, следует отнести паразитарные заболевания. Последние вызываются как животными (простейшие, черви, членистоногие), так и растительными паразитами (грибки). Паразитарные заболевания возникают вследствие попадания в организм паразитов через пищеварительный тракт с пищей (например, трихины, эхинококки) или с помощью переносчиков (например, малярийный плазмодий переносится при укусах комаров).

Паразитические простейшие (Protozoa) являются причинами протозойных заболеваний, например малярии и амебной дизентерии. Паразитирующие черви - глисты - вызывают заболевания, именуемые гельминтозами. Гельминтозы вызываются плоскими глистами (широкий лентец, эхинококк и др.) и круглыми (аскарида, острица и др.). К паразитирующим членистоногим относятся: возбудитель чесотки - клещ, переносчики некоторых возбудителей инфекций - вши, площицы, блохи и др.

Ядовитые вещества, выделяемые змеями, скорпионами и пчелами, вызывают отек, некроз ткани, а при воздействии на центральную нервную систему - нередко тошноту, рвоту, сильную одышку, вплоть до паралича дыхательного центра. Действующим началом указанных ядовитых веществ, по-видимому, являются соединения типа гистамина, ацетилхолин и энзимы, от соприкосновения которых с плазмой крови образуются активные полипептиды, например брадикинин и др.

Грибки могут вызывать заболевания кожи (стригущий лишай, парша, бластомикоз и др.) и внутренних органов (актиномикоз).

Возбудитель - первый фактор инфекционного процесса

Возбудитель — первый фактор инфекционного процесса, определяет возникновение инфекционного процесса, его специфичность, а также оказывает влияние на его течение и исход.

К важнейшим свойствам микроорганизмов, способных вызывать инфекционный процесс, относят

• патогенность,
• вирулентность,
• адгезивность,
• инвазивность,
• токсигенность.

Патогенность, или болезнетворность

Патогенность, или болезнетворность, является видовым признаком и представляет собой потенциальную, закрепленную генетически способность микроорганизма данного вида вызывать заболевание. Наличие или отсутствие этого признака позволяет подразделять микроорганизмы на патогенные, условно патогенные и непатогенные (сапрофиты).

Вирулентность

Вирулентность – степень патогенности.

Это свойство является индивидуальным признаком каждого штамма патогенного микроорганизма. В эксперименте она измеряется минимальной смертельной дозой (DLМ).

Высоковирулентные микроорганизмы даже в очень малых дозах могут вызывать летальную инфекцию.

Вирулентность не является абсолютно стабильным свойством. Она может существенно колебаться у различных штаммов одного вида и даже у одного и того же штамма, например, в ходе инфекционного процесса и в условиях антибактериальной терапии.

Вирулентность микроорганизмов связана с адгезивностью и инвазивностью.

Адгезивность и инвазивность

Адгезивность и инвазивность — способностью к прикреплению и проникновению в ткани и органы и распространению в них.

Эта способность объясняется наличием у микроорганизмов факторов распространения, к которым относятся фибринолизин, ферменты гиалуронидаза и муциназа, а также ДНКаза, коллагеназа, нейраминидаза.

Они обнаружены у многих микроорганизмов – возбудителей кишечных инфекций, дифтерии, газовой гангрены, у пневмококков, стафилококков и др.

В последние годы показано, что патогенность (вирулентность) шигелл определяется не только проникновением в эпителиальные клетки кишечника, но и способностью к внутриклеточному паразитированию.

Факторы распространения усиливают первичное местное действие микроорганизмов, обеспечивают дальнейшее развитие инфекционного процесса.

Токсигенность микроорганизмов

Токсигенность микроорганизмов обусловлена способностью синтезировать и выделять токсины.

Различают два вида токсинов:

• белковые (экзотоксины) и
• небелковые (эндотоксины).

Экзотоксины продуцируются в основном грамположительными микроорганизмами, например возбудителями дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены, и выделяются живыми микроорганизмами во внешнюю среду. Они обладают ферментативными свойствами, отличаются высокой специфичностью действия, избирательно поражают отдельные органы и ткани, что находит отражение в клинических симптомах заболевания. Например, экзотоксин возбудителя столбняка избирательно воздействует на моторные центры спинного и продолговатого мозга, экзотоксин шигелл Григорьева–Шига – на эпителиальные клетки кишечника.

Эндотоксины тесно связаны с микробной клеткой и освобождаются только при ее разрушении. Содержатся они преимущественно в грамотрицательных микроорганизмах. По химической природе относятся к глюцидо липидно протеиновым комплексам или к липополисахаридным соединениям и обладают значительно меньшей специфичностью и избирательностью действия.

Факторы патогенности

Факторы вирулентности

Факторы вирулентности представляют собой биологически активные вещества с разнообразными функциями.

Кроме уже упомянутых микробных ферментов, к ним относятся капсулярные факторы (полипептид D глутаминовой кислоты капсулы возбудителя сибирской язвы, типоспецифические капсульные полисахариды пневмококков, М протеин гемолитических стрептококков группы А, А протеин стафилококков, корд фактор возбудителя туберкулеза, NW антигены и фракции F 1 чумных микробов, К , Q , Vi антигены, энтеробактерии и др.), подавляющие защитные механизмы макроорганизма, и экскретируемые продукты.

Входные ворота инфекции

В процессе эволюции патогенные микроорганизмы 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 (при малярии, сыпном тифе, роже, фелинозе, кожном лейшманиозе),
• для других – слизистые оболочки дыхательных путей (при гриппе, кори, скарлатине), пищеварительного тракта (при дизентерии, брюшном тифе) или половых органов (при гонорее, сифилисе).
• Некоторые микроорганизмы могут проникать в организм различными путями (возбудители вирусного гепатита, СП ИД а, чумы).

Нередко от места входных ворот зависит клиническая картина инфекционного заболевания. Так, если чумной микроорганизм проникает через кожу, развивается бубонная или кожно бубонная форма, через дыхательные органы – легочная.

Из входных ворот возбудитель распространяется в организме различными путями. Иногда он попадает в лимфатические сосуды и током лимфы разносится по органам и тканям (лимфогенный путь распространения). В других случаях возбудитель проникает в органы и ткани по кровяному руслу (гематогенный путь распространения).

Проникновение и циркуляция микроорганизмов в крови называются:

• бактериемией (брюшной тиф),
• вирусемией (грипп),
• риккетсиемией (эпидемический сыпной тиф),
• паразитемией (малярия).

Микроорганизм при внедрении в макроорганизм может оставаться в месте входных ворот, и тогда на макроорганизм действуют преимущественно продуцируемые токсины. В этих случаях возникает токсинемия, наблюдаемая, например, при дифтерии, скарлатине, столбняке, газовой гангрене, ботулизме и других инфекциях.

Места проникновения и пути распространения возбудителей, особенности их действия на ткани, органы и макроорганизм в целом и ответные его реакции составляют основу патогенеза инфекционного процесса и заболевания.

Тропность

Важной характеристикой возбудителя инфекции является его тропность к определенным системам, тканям и даже клеткам.

Например, возбудитель гриппа тропен главным образом к эпителию дыхательных путей, эпидемического паротита – к железистой ткани, бешенства – к нервным клеткам аммонова рога, оспы – к клеткам эктодермального происхождения (кожа и слизистые оболочки), дизентерии – к энтероцитам, сыпного тифа – к эндотелиоцитам, СПИДа – к Т лимфоцитам.

Свойства микроорганизмов, влияющие на ход инфекционного процесса, нельзя рассматривать в отрыве от свойств макроорганизма. Доказательством этого является, например, антигенность возбудителя – свойство вызывать в макроорганизме специфический иммунологический ответ.

1. Возбудитель.В течение всей своей жизни высшие организ­мы контактируют с миром микроорганизмов, однако вызвать ин­фекционный процесс способна лишь ничтожная часть (примерно 1 /зо ооо) микроорганизмов.

Патогенность возбудителей инфекционных болез­ней — это отличительный признак, закрепленный генетически и являющийся токсономическим понятием, позволяющим подраз­делять микроорганизмы на патогенные, условно-патогенные и сапрофиты. Патогенность существует у некоторых микроор­ганизмов как видовой признак и складывается из ряда факторов: вирулентности — меры патогенности, присущей определенному штамму возбудителей; токсичности — способности к выработке и выделению различных токсинов; инвазивности (агрессивно­сти) — способности к преодолению и распространению в тканях макроорганизма.

Патогенность возбудителей определяется генами, входящими в состав мобильных генетических элементов (плазмиды, транспозоны и умеренные бактериофаги). Преимущество мобильной организации генов заключается в реализации возможности быст­рой адаптации бактерий к изменяющимся условиям окружающей среды.

Возбудители инфекционных болезней ока­зывают самое разнообразное воздействие на защитные (и дру­гие) системы хозяина. Наряду со стимуляцией защитных меха­низмов — антител, клеточного иммунитета, активацией компле­мента, системы макрофагов и нейтрофилов — микроорганизмы и паразиты оказывают многообразное повреждающее действие на иммунную систему: индукция стресса, геморрагических реак­ций (повреждение сосудов), аллергических реакций, аутоиммуни-тета (вплоть до системных тяжелых поражений), прямой токси­ческий эффект на клетки и ткани, иммунодепрессия, развитие опухолей.

Иммунодепрессия при инфекциях может быть общей (подав­ление чаще Т- или/и Т- и В-клеточного иммунитета), например, при кори, лепре, туберкулезе, висцеральном лейшманиозе, ин­фекции, вызванной вирусом Эпштейна—Барра, или специфиче­ской, чаще всего при длительно персистирующих инфекциях, в частности при инфицировании лимфоидных клеток (СПИД) или индукции антигенспецифических Т-супрессоров (лепра).

Важным механизмом повреждения клеток и тканей при ин­фекциях является действие экзо- и эндотоксинов, например энтеробактерий, возбудителя столбняка, дифтерии, многих вирусов. Токсические субстанции обладают как местным, так и систем­ным действием.

Для многих инфекций характерно развитие аллергических и аутоиммунных реакций, которые существенно осложняют тече­ние основного заболевания, а в некоторых случаях в дальнейшем могут прогрессировать уже практически независимо от индуци­ровавшего их агента.

Возбудители обладают рядом свойств, препятствующих воз­действию на них защитных факторов хозяина, а также оказыва­ют повреждающее действие на эти защитные системы. Так, по­лисахариды, белково-липидные компоненты клеточной стенки и капсулы ряда возбудителей препятствуют фагоцитозу и перева­риванию.

Некоторые возбудители, располагаясь внутриклеточно, про­дуцируют каталазу, не вызывают кислородного взрыва (одного из главных защитных механизмов фагоцита), другие располага­ются вне фагосом, избегая таким образом действия лизосомных ферментов, третьи препятствуют слиянию фагосомы с лизосома-ми. Примеры такого неэффективного фагоцитоза можно найти на некоторых этапах инфекций, вызванных микобактериями, листериями, стафилококками, токсоплазмами, легионеллами и дру­гими микроорганизмами и паразитами.

Возбудители некоторых инфекций не вызывают иммунного ответа, как бы обходя приобретенный иммунитет. Многие возбу­дители, напротив, вызывают бурный иммунный ответ, что ведет к повреждению тканей как иммунными комплексами, в состав которых входит антиген возбудителя, так и антителами.

Защитными факторами возбудителей болезни является анти­генная мимикрия. Например, гиалуроновая кислота капсулы стрептококка идентична антигенам соединительной ткани, липополисахариды энтеробактерий прекрасно реагируют с транс­плантационными антигенами, вирус Эпштейна—Барра имеет пе­рекрестный антиген с эмбриональным тимусом человека.

Внутриклеточное расположение возбудителя инфекции мо­жет быть фактором, защищающим его от иммунологических ме­ханизмов хозяина (например, внутриклеточное расположение микобактерий туберкулеза в макрофагах, вируса Эпштейна— Барра —в циркулирующих лимфоцитах, возбудителя малярии — в эритроцитах).

В ряде случаев имеет место инфицирование участков орга­низма, недоступных для антител и клеточного иммунитета, — почки, мозг, некоторые железы (вирусы бешенства, цитомегало-вирус, лептоспиры), или в клетках возбудитель недоступен для иммунного лизиса (вирусы герпеса, кори).

Инфекционный процесс подразумевает взаимодействие пато­генного начала и восприимчивого к нему макроорганизма. Попа­дание патогенных возбудителей в макроорганизм далеко не все­гда приводит к развитию инфекционного процесса, а тем более к клинически манифестированной инфекционной болезни.

Способность вызывать заражение зависит не только от кон­центрации возбудителя и степени вирулентности, но и от входных ворот для возбудителей. В зависимости от нозологической фор­мы ворота различны и связаны с понятием "пути передачи инфекции". Состояние макроорганизма также влияет на эффектив­ность реализации путей передачи инфекции, особенно возбудите­лей, относящихся к условно-патогенной микрофлоре.

Взаимодействие возбудителей инфекций и макроорганизма представляет собой чрезвычайно сложный процесс. Он обуслов­лен не только описанными выше свойствами возбудителя, но и состоянием макроорганизма, его видовыми и индивидуальными (генотип) особенностями, в частности сформированными под влиянием возбудителей инфекционных заболеваний.

2. Механизмы защиты макроорганизма.Важную роль в обес­печении защиты макроорганизма от возбудителей играют общие, или неспецифические, механизмы, к ко­торым относят нормальную местную микрофлору, генетические факторы, естественные антитела, морфологическую целост­ность поверхности тела, нормальную экскреторную функцию, секрецию, фагоцитоз, наличие естественных клеток-киллеров, характер питания, неантигенспецифический иммунный ответ, фибронектин и гормональные факторы.

Микрофлору макроорганизма можно разделить на две груп­пы: нормальную постоянную и транзитную, которая находится в организме непостоянно.

Основными механизмами защитного действия микрофлоры считают "соревнование" с посторонними микроорганизмами за одни и те же продукты питания (интерференция), за одни и те же рецепторы на клетках хозяина (тропизм); продукты бактериоли­зинов, токсичные для иных микроорганизмов; продукцию лету­чих жирных кислот или других метаболитов; постоянную стиму­ляцию иммунной системы для поддержания низкого, но постоян­ного уровня экспрессии молекул II класса комплекса тканевой совместимости (DR) на макрофагах и других антигенпредставляющих клетках; стимуляцию перекрестно-защитных иммунных факторов, таких как естественные антитела.

Естественная микрофлора находится под влиянием таких факторов внешней среды, как диета, санитарные условия, запы­ленность воздуха. В ее регуляции также участвуют гормоны.

Наиболее эффективным средством защиты макроорганизма от возбудителя является морфологическая целостность поверх­ности тела. Интактные кожные покровы образуют весьма эф­фективный механический барьер на пути микроорганизмов, кро­ме того, кожа обладает специфическими антимикробными свой­ствами. Лишь очень немногие возбудители способны проникнуть сквозь кожные покровы, поэтому, чтобы открыть дорогу микро­организмам необходимо воздействие на кожу таких физических факторов, как травма, хирургическое повреждение, наличие вну­треннего катетера и т.д.

Антимикробными свойствами обладает и выделяемый слизи­стыми оболочками секрет, который содержит лизоцим, вызыва­ющий лизис бактерий. Секрет слизистых оболочек содержит также специфические иммуноглобулины (главным образом, IgG и секреторный IgA).

После проникновения через наружные барьеры (покровы) макроорганизма микроорганизмы сталкиваются с дополнитель­ными механизмами защиты. Уровень и локализация этих гумо­ральных и клеточных компонентов защиты регулируются цитокинами и другими продуктами деятельности иммунной системы.

Комплемент представляет собой группу из 20 сывороточных белков, которые взаимодействуют друг с другом. Хотя чаще все­го активация комплемента связана со специфическим иммуните­том и реализуется через классический путь, комплемент также может быть активирован поверхностью некоторых микроорга­низмов через альтернативный путь. Активация комплемента приводит к лизису микроорганизмов, но играет также важную роль при фагоцитозе, продукции цитокинов и прилипании лейко­цитов в инфицированных участках. Большинство компонентов комплемента синтезируется в макрофагах.

Фибронектин — белок с высокой молекулярной массой, ко­торый обнаруживается в плазме и на поверхности клеток, играет главную роль в их прилипании. Фибронектин покрывает рецеп­торы на поверхности клеток и блокирует прилипание к ним мно­гих микроорганизмов.

Микроорганизмы, проникающие в лимфатическую систему, легкие или кровеносное русло, захватываются и уничтожаются фагоцитирующими клетками, роль которых выполняют поли­морфно-ядерные лейкоциты и моноциты, циркулирующие в кро­ви и проникающие сквозь ткани к местам, где развивается воспа­ление.

Мононуклеарные фагоциты в крови, лимфатических узлах, селезенке, печени, костном мозге и легких представляют собой систему моноцитарных макрофагов (раньше ее называли ретикулоэндотелиальной системой). Эта система удаляет из крови и лимфы микроорганизмы, а также поврежденные или стареющие клетки организма хозяина.

Для острой фазы ответа на внедрение микроорганизмов ха­рактерно образование активных регуляторных молекул (цитоки­нов, простагландинов, гормонов) фагоцитами, лимфоцитами и эндотелиальными клетками.

Продукция цитокинов развивается в ответ на фагоцитоз, при­липание микроорганизмов и выделяемых ими веществ к поверх­ности клеток. В регуляции острой фазы ответа на внедрение ми­кроорганизмов участвуют мононуклеарные фагоциты, естест­венные киллеры, Т-лимфоциты и эндотелиальные клетки.

Наиболее общим признаком острой фазы является лихорад­ка, возникновение которой связывают с усилением продукции простагландинов в гипоталамическом центре терморегуляции и около него в ответ на усиленное выделение цитокинов.

3. Механизмы проникновения микроорганизмов в организм хозяина.Микроорганизмы вызывают развитие инфекционного заболевания и повреждение тканей тремя путями: а при контакте или проникновении в клетки хозяина, вызывая их гибель;

▲ с помощью выделения эндо- и экзотоксинов, которые убива­ют клетки на расстоянии, а также ферментов, вызывающих раз­рушение компонентов тканей, либо повреждая кровеносные со­суды;

▲ провоцируя развитие реакций гиперчувствительности, кото­рые ведут к повреждению тканей.

Первый путь связан прежде всего с воздействием виру­сов.

Вирусное повреждение клеток хозяина возникает в резуль­тате проникновения и репликации в них вируса. Вирусы имеют на своей поверхности белки, связывающие специфические белко­вые рецепторы на клетках хозяина, многие из которых выполня­ют важные функции. Например, вирус СПИДа связывает белок, участвующий в представлении антигена лимфоцитами-хелперами (CD4), вирус Эпштейна—Барра — рецептор комплемента на макрофагах (CD2), вирус бешенства — ацетилхолиновые ре­цепторы на нейронах, а риновирусы — белок прилипания ICAM-1 на клетках слизистой оболочки.

Одной из причин тропизма вирусов является наличие или от­сутствие рецепторов на клетках хозяина, которые позволяют ви­русу атаковать их. Другой причиной тропизма вирусов является их способность к репликации внутри определенных клеток. Вирион или его порция, содержащая геном и особые полимеразы, проникают в цитоплазму клеток одним из трех способов: 1) пу­тем транслокации всего вируса через плазматическую мембрану;

2) посредством слияния оболочки вируса с клеточной мембраной;

3) с помощью обусловленного рецептором эндоцитоза вируса и последующего его слияния с мембранами эндосом.

В клетке вирус теряет оболочку, отделяя геном от других структурных компонентов. Затем вирусы реплицируются, ис­пользуя ферменты, различные для каждого из семейств вирусов. Для репликации вирусы используют также ферменты клетки-хо­зяина. Вновь синтезированные вирусы собираются в виде вирионов в ядре или цитоплазме, а затем выделяются наружу.

Вирусная инфекция может быть абортивной (с неполным циклом репликации вируса), латентной (вирус находится внут­ри клетки-хозяина, например herpes zoster) и персистирующей (вирионы синтезируются постоянно или без нарушений функций клетки, например гепатит В).

Выделяют 8 механизмов уничтожения клеток макроорганиз­ма вирусами:

1) вирусы могут вызывать торможение синтеза ДНК, РНК или белка клетками;

2) вирусный белок может внедряться непосредственно в кле­точную мембрану, приводя к ее повреждению;

3) в процессе репликации вирусов возможен лизис клетки;

4) при медленных вирусных инфекциях заболевание развива­ется после длительного латентного периода;

5) клетки хозяина, содержащие на своей поверхности вирус­ные белки, могут быть распознаны иммунной системой и уничто­жены с помощью лимфоцитов;

6) клетки хозяина могут быть повреждены в результате вто­ричной инфекции, развивающейся вслед за вирусной;

7) уничтожение вирусом клеток одного типа может привести к гибели связанных с ним клеток;

8) вирусы могут вызывать трансформацию клеток, приводя­щую к опухолевому росту.

Второй путь повреждения тканей при инфекционных за­болеваниях связан главным образом с бактериями.

Бактериальные повреждения клеток зависят от способно­сти бактерий прилипать к клетке хозяина или проникать в нее либо выделять токсины. Прилипание бактерий к клеткам хозяи­на обусловлено наличием на их поверхности гидрофобных кис­лот, способных связываться с поверхностью всех эукариотных клеток.

В отличие от вирусов, способных проникать в любые клетки, факультативные внутриклеточные бактерии поражают главным образом эпителиальные клетки и макрофаги. Многие бактерии атакуют интегрины клеток хозяина — белки плазматической мембраны, которые связывают комплемент или белки внекле­точного матрикса. Некоторые бактерии не могут пенетрировать клетки хозяина непосредственно, но проникают в эпителиальные клетки и макрофаги с помощью эндоцитоза. Многие бактерии способны размножаться в макрофагах.

Бактериальный эндотоксин представляет собой липополисахарид, являющийся структурным компонентом наружной обо­лочки грамотрицательных бактерий. Биологическая активность липополисахарида, проявляющаяся способностью вызывать ли­хорадку, активировать макрофаги и индуцировать митогенность В-клеток, обуслоблена наличием липида А и Сахаров. С ними свя­зан также выброс цитокинов, включая фактор некроза опухоли и интерлейкин-1, клетками хозяина.

Бактерии секретируют различные ферменты (лейкоцидины, гемолизины, гиалуронидазы, коагулазы, фибринолизины). Роль бактериальных экзотоксинов в развитии инфекционных болез­ней точно установлена. Известны и молекулярные механизмы их действия, направленные на разрушение клеток организма хозяина.

Третий путь повреждения тканей при инфекциях — раз­витие иммунопатологических реакций — характерен как для ви­русов, так и бактерий.

Микроорганизмы способны ускользать от иммунных меха­низмов защиты хозяина благодаря недоступности для иммунно­го ответа; резистентности и комплементсвязанному лизису и фа­гоцитозу; изменчивости или утрате антигенных свойств; разви­тию специфической или неспецифической иммуносупрессии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском: