Факторы инфекционного процесса. Глава i. инфекционный процесс. этиология. патогенез Острый инфекционный процесс протекает

Инфекция (infectio – заражение) – процесс проникновения микроорганизма в макроорганизм и его размножение в нем.

Инфекционный процесс – процесс взаимодействия микроорганизма и организма человека.

Инфекционный процесс имеет различные проявления: от бессимптомного носительства до инфекционного заболевания (с выздоровлением или летальным исходом).

Инфекционная болезнь - это крайняя форма инфекционного процесса.

Для инфекционной болезни характерно:

1) наличие определенного живого возбудителя ;

2) заразность , т.е. возбудители могут передаваться от больного человека здоровым, что приводит к широкому распространению заболевания;

3) наличие определенного инкубационного периода и характерная последовательная смена периодов в течение болезни (инкубационный, продромальный, манифестный (разгар болезни), рековалесценции (выздоровление));

4) развитие характерных для данного заболевания клинических симптомов ;

5) наличие иммунного ответа (более или менее продолжительный иммунитет после перенесения заболевания, развитие аллергических реакций при наличии возбудителя в организме и др.)

Названия инфекционных болезней формируются от названия возбудителя (вида, рода, семейства) с добавлением суффиксов "оз" или "аз" (сальмонеллез, риккетсиоз, амебиаз и пр.).

Развитие инфекционного процесса зависит :

1) от свойств возбудителя ;

2) от состояния макроорганизма ;

3) от условий окружающей среды , которые могут влиять как на состояние возбудителя, так и на состояние макроорганизма.

Свойства возбудителей.

Возбудителями являются вирусы, бактерии, грибы, простейшие, гельминты (их проникновение – инвазия).

Микроорганизмы, способные вызывать инфекционные болезни, называются патогенными , т.е. болезнетворными (pathos – страдание, genos – рождение).

Имеются также условно-патогенные микроорганизмы, которые вызывают заболевания при резком снижении местного и общего иммунитета.

Возбудители инфекционных заболеваний обладают свойствами патогенности и вирулентности .

Патогенность и вирулентность.

Патогенность – это способность микроорганизмов проникать в макроорганизм (инфективность), приживаться в организме, размножаться и вызывать комплекс патологических изменений (нарушений) у чувствительных к ним организмов (патогенность – способность вызывать инфекционный процесс). Патогенность – это видовой, генетически обусловленный признак или генотипический признак.

Степень патогенности определяется понятием вирулентность. Вирулентность – количественное выражение или патогенности. Вирулентность является фенотипическим признаком. Это свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма).

Количественные показатели вирулентности :

1) DLM (Dosis letalis minima) – минимальная летальная доза – минимальное количество микробных клеток, которое вызывает гибель 95% восприимчивых животных при данных конкретных условиях опыта (вид животного, вес, возраст, способ заражения, время гибели).

2) LD 50 – то количество, которое вызывает гибель 50% экспериментальных животных.

Поскольку вирулентность – это фенотипический признак, то она изменяется под влиянием естественных причин. Ее можно также искусственно изменить (повысить или понизить). Повышение проводят путем многократного пассирования через организм восприимчивых животных. Понижение - в результате воздействия неблагоприятных факторов: а) высокая температура; б) антимикробные и дезинфицирующие вещества; в) выращивание на неблагоприятных питательных средах; г) защитные силы организма – пассирование через организм мало восприимчивых или невосприимчивых животных. Микроорганизмы с ослабленной вирулентностью используются для получения живых вакцин.

Патогенные микроорганизмы обладают также специфичностью, органотропностью и токсичностью.

Специфичность – способность вызывать определенную инфекционную болезнь. Холерный вибрион вызывает холеру, микобактерии туберкулеза – туберкулез и пр.

Органотропность – способность поражать определенные органы или ткани (возбудитель дизентерии – слизистую оболочку толстого кишечника, вирус гриппа – слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вирус бешенства – нервные клетки аммонова рога). Встречаются микроорганизмы, способные поражать любую ткань, любой орган (стафилококки).

Токсичность – способность образовывать токсические вещества. Токсические и вирулентные свойства тесно связаны между собой.

Факторы вирулентности.

Признаки, которые определяют патогенность и вирулентность, называются факторами вирулентности. К ним относятся определенные морфологические (наличие определенных структур – капсул, клеточной стенки), физиологические и биохимические признаки (выработка ферментов, метаболитов, токсинов, оказывающих неблагоприятное влияние на макроорганизм) и др. По наличию факторов вирулентности патогенные микроорганизмы можно отличить от непатогенных.

К факторам вирулентности относятся:

1) адгезины (обеспечивают адгезию) – специфические химические группировки на поверхности микробов, которые как "ключ к замку" соответствуют рецепторам чувствительных клеток и отвечают за специфическое прилипание возбудителя к клеткам макроорганизма;

2) капсула – защита против фагоцитоза и антител; бактерии, окруженные капсулой, более устойчивы к действию защитных сил макроорганизма и вызывают более тяжелое течение инфекции (возбудители сибирской язвы, чумы, пневмококки);

3) поверхностонорасположенные вещества капсулы или клеточной стенки различной природы (поверхностные антигены): протеин А стафилококка, протеин М стрептококка, Vi-антиген брюшнотифозных палочек, липопротеиды грам «-» бактерий; они выполняют функции подавления иммунитета и неспецифических защитных факторов;

4) ферменты агрессии: протеазы , разрушающие антитела; коагулаза , свертывающая плазму крови; фибринолизин , растворяющий сгустки фибрина; лецитиназа , разрушающая лецетин мембран; коллагеназа , разрушающая коллаген; гиалуронидаза , разрушающая гиалуроновую кислоту межклеточного вещества соединительной ткани; нейраминидаза , разрушающая нейраминовую кислоту. Гиалуронидаза , расщепляя гиалуроновую кислоту, повышает проницаемость слизистых оболочек и соединительной ткани;

токсины –микробные яды - мощные факторы агрессии.

Факторы вирулентности обеспечивают:

1) адгезию – прикрепление или прилипание микробных клеток к поверхности чувствительных клеток макроорганизма (к поверхности эпителия);

2) колонизацию – размножение на поверхности чувствительных клеток;

3) пенетрацию – способность некоторых возбудителей проникать (пенетрировать) внутрь клеток - эпительальных, лейкоцитов, лимфоцитов (все вирусы, некоторые виды бактерий: шигеллы, эшерихии); клетки при этом погибают, и может нарушаться целостность эпителиального покрова;

4) инвазию – способность проникать через слизистые и соединительнотканные барьеры в подлежащие ткани (благодаря выработке ферментов гиалуронидазы, нейраминидазы);

5) агрессию - способность возбудителей подавлять неспецифическую и иммунную защиту организма хозяина и вызывать развитие повреждений.

Токсины.

Токсины – яды микробного, растительного или животного происхождения. Они обладают высоким молекулярным весом и вызывают образование антител.

Токсины делят на 2 группы: эндотоксины и экзотоксины.

Экзотоксины выделяются в окружающую среду в процессе жизнедеятельности микроорганизма . Эндотоксины прочно связаны с бактериальной клеткой и выделяются в окружающую среду после гибели клетки .

Свойства эндо и экзотоксинов.

Экзотоксины образуют возбудители так называемых токсинемических инфекций, к которым относятся д ифтерия, столбняк, газовая гангрена, ботулизм, некоторые формы стафилококковых и стрептококковых инфекций.

Некоторые бактерии одновременно образуют как экзо-,так и эндотоксины (кишечная палочка, холерный вибрион).

Получение экзотоксинов.

1) выращивание токсигенной (образующей экзотоксин) культуры в жидкой питательной среде;

2)фильтрование через бактериальные фильтры (отделение экзотоксина от бактериальных клеток); можно использовать другие способы очистки.

Экзотоксины используют затем для получения анатоксинов.

Получение анатоксинов.

1) к раствору экзотоксина (фильтрату бульонной культуры токсигенных бактерий) добавляют 0,4% формалин и выдерживают в термостате при 39-40С 3-4 недели; происходит потеря токсичности, но антигенные и иммуногенные свойства сохраняются;

2) добавляют консервант и адъювант.

Анатоксины – это молекулярные вакцины. Они используются для специфической профилактики токсинемических инфекций , а также для получения лечебно-профилактических антитоксических сывороток, также используемых при токсинемических инфекциях.

Получение эндотоксинов.

Используются различные методы разрушения микробной клетки , а затем проводят очистку, т.е. отделение эндотоксина от других компонентов клетки.

Так как эндотоксины – это липополисахариды, их можно извлечь из микробной клетки путем ее разрушения ТХУ (трихлоруксусная кислота) с последующим диализом для очистки от белков.

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.

Инфекция, инфекционный процесс (позднелат. infectio - заражение, от лат. inficio - вношу что-либо вредное, заражаю), состояние заражённости организма; эволюционно сложившийся комплекс биологических реакций, возникающих при взаимодействии организма животного и возбудителя инфекции. Динамика этого взаимодействия называется инфекционным процессом . Различают несколько форм инфекций. Выраженной формой инфекции является инфекционная болезнь с определённой клинической картиной (явная инфекция). При отсутствии клинических проявлений инфекции её называют скрытой (бессимптомной, латентной, инаппарантной). Следствием скрытой инфекции может быть выработка иммунитета, что характерно для так называемой иммунизирующей субинфекции. Своеобразная форма инфекций - несвязанное с предшествующим переболеванием микробоносительство.

Если не установлен путь проникновения микробов в организм, инфекция называется криптогенной. Нередко патогенные микробы вначале размножаются только в месте внедрения, вызывая воспалительные процесс (первичный аффект). Если воспалительные и дистрофические изменения развиваются на ограниченном участке, в месте локализации возбудителя, называется очаговой (фокальной), а при задержке микробов в лимфоузлах, контролирующих определённую область, - регионарной. При распространении микробов в организме развивается генерализованная инфекция. Состояние, при котором микробы из первичного очага проникают в кровяное русло, но не размножаются в крови, а лишь транспортируются в различные органы, называется бактериемией. При ряде болезней (сибирская язва, пастереллёзы и др.) развивается септицемия: микробы размножаются в крови и проникают во все органы и ткани, вызывая там воспалительные и дистрофические процессы. Если возбудитель, распространяясь из первичного очага поражения по лимфатическим путям и гематогенно, вызывает образование вторичных гнойных очагов (метастазов) в различных органах, говорят о пиемии. Сочетание явлений септицемии и пиемии называется септикопиемией. Состояние, при котором возбудители размножаются только в месте внедрения, а патогенное действие оказывают их экзотоксины, называется токсемией (характерна для столбняка).

Инфекция может быть спонтанной (естественной) и экспериментальной (искусственной). Спонтанная возникает в естественных условиях при реализации механизма передачи, свойственного данному патогенному микробу, или при активизации условно патогенных микроорганизмов, обитавших в организме животного (эндогенная инфекция, или аутоинфекция). Если специфический возбудитель проникает в организм из окружающей среды, говорят об экзогенной инфекции. Инфекция, вызванная одним видом возбудителя, называется простой (моноинфекцией), а обусловленная ассоциацией микробов, внедрившихся в организм, - ассоциативной. В таких случаях иногда проявляется синергизм - усиление патогенности одного вида микробов под влиянием другого. При одновременном течении двух разных болезней (например, туберкулёза и бруцеллёза) инфекция называется смешанной. Известна и вторичная (секундарная) инфекция, которая развивается на фоне какой-либо первичной (основной), в результате активизации условно патогенных микробов. Если после перенесения болезни и освобождения организма животного от её возбудителя происходит повторное заболевание вследствие заражения тем же патогенным микробом, говорят о реинфекции. Условие её развития - сохранение восприимчивости к данному возбудителю. Отмечают и суперинфекцию - следствие нового (повторного) заражения, наступившего на фоне уже развивавшейся болезни, вызванной тем же патогенным микробом. Возврат болезни, повторное появление её симптомов после наступившего клинического выздоровления называется рецидивом. Он возникает при ослаблении сопротивляемости животного и активизации сохранившихся в организме возбудителей перенесённой болезни. Рецидивы свойственны болезням, при которых формируется недостаточно прочный иммунитет (например, инфекционная анемия лошадей).
Полноценное кормление животных, оптимальные условия их содержания и эксплуатации являются факторами, препятствующими возникновению инфекций. Факторы, ослабляющие организм, действуют прямо противоположно. При общем и белковом голодании, например, уменьшается синтез иммуноглобулинов, снижается активность фагоцитов. Избыток белка в рационе ведёт к ацидозу и снижению бактерицидности крови. При недостатке минеральных веществ нарушаются водный обмен и процессы пищеварения, затрудняется обезвреживание ядовитых веществ. При гиповитаминозах ослабляются барьерные функции кожи и слизистых оболочек, снижается бактерицидность крови. Охлаждение ведёт к понижению активности фагоцитов, развитию лейкопении, ослаблению барьерных функций слизистых оболочек верхних дыхательных путей. При перегревании организма активизируется условно патогенная кишечная микрофлора, повышается проницаемость стенки кишечника для микробов. Под влиянием определённых доз ионизирующих излучений ослабляются все защитно-барьерные функции организма. Это способствует как аутоинфекции, так и проникновению микроорганизмов извне. Для развития инфекций имеют значение типологические особенности и состояние нервной системы, состояние эндокринной системы и РЭС, уровень обмена веществ. Известны породы животных, устойчивые к определённым И., доказана возможность селекции устойчивых линий, имеются данные о влиянии типа нервной деятельности на проявление инфекционных болезней. Доказано снижение реактивности организма при глубоком торможении центральной нервной системы. Этим объясняется вялое, часто бессимптомное течение многих заболеваний у животных в период спячки. Иммунологическая реактивность зависит от возраста животных. У молодых животных выше проницаемость кожи и слизистых оболочек, менее выражены воспалительные реакции и адсорбционная способность элементов РЭС, а также защитные гуморальные факторы. Всё это благоприятствует развитию специфических инфекций молодняка, вызываемых условно патогенными микробами. Однако у молодняка развита клеточная защитная функция. Иммунологическая реактивность сельскохозяйственных животных обычно повышается в летнее время года (если исключается перегревание).

Разнообразие форм инфекционного процесса зависит от условий инфицирования, биологических свойств возбудителя, его локализации в организме, особенностей макроорганизма и других факторов.

По происхождению различают экзогенную инфекцию , которая возникает при заражении микробами извне и эндогенную инфекцию вызванную микроорганизмами, находящимися в самом макроорганизме.

В зависимости от локализации возбудителя различают очаговую (местную, локальную) инфекцию при которой возбудитель остается в местном очаге и не распространяется по всему организму, и генерализованную инфекцию , при которой микроорганизмы распространяется по всему макроорганизму. Однако, при определенных условиях (снижении резистентности организма), местный процесс может стать этапом генерализованного процесса.

По распространенности микроорганизмов в организме выделяют следующие формы: бактериемия – состояние, при которых возбудитель находится в крови, но не размножается в ней. Септицемия возникает тогда, когда кровь служит местом обитания и размножения микробов. При возникновении во внутренних органах отдаленных гнойных очагов развивается септикопиемия.

Токсинемия развивается при поступлении в кровь бактериальных токсинов.

Моноинфекции – это инфекции, вызванные одним видом микробов. Инфекция, вызванная одновременно несколькими видами микробов – это смешанная (или микст-) инфекция. При вторичной инфекции к уже развившемуся инфекционному процессу, присоединяется новый инфекционный процесс, вызванный другим микробом или микробами. Наиболее часто вторичную инфекцию вызывают представители условно-патогенной микрофлоры, например, при ВИЧ-инфекции из-за снижения количества лимфоцитов Т-хелперов активно развивается грибковая флора, приводя к местному или генерализованному кандидозу, или при снижении резистентности организма на фоне острой респираторной вирусной инфекции развивается бактериальная пневмония. Суперинфекция – это повторное заражение тем же возбудителем до того, как произошло выздоровление (например, при сифилисе). Реинфекция – это также повторное заражение одними и тем же микробом, но после полного выздоровления. Рецидив – появление признаков того же заболевания, обусловленное возбудителем, оставшимся в организме, после кажущегося выздоровления.

Формами инфекционного процесса являются инфекционное заболевание и бактерионосительство , которое может быть хроническим, транзиторным и острым . Транзиторное носительство связано с кратковременным (чаще всего – однократным) выделением возбудителя при отсутствии клинических проявлений заболевания. Острое носительство – это выделение возбудителя в пределах от нескольких дней до двух-трех месяцев. Острое носительство обычно является следствием недавно перенесенного заболевания. Хроническое носительство – это выделение возбудителя в течение нескольких месяцев или даже лет. Этот вид носительства также чаще всего формируется в результате перенесенного заболевания и развивается у лиц с дефектами иммунной системы.

По длительности течения заболевания условно выделяют следующие формы инфекционного процесса:

Острую (длительностью до 1-3 месяцев);

Затяжную или подострую (от 3 до 6 месяцев);

Хроническую, которая длится свыше 6 месяцев и характеризуется сменой периодов обострений и ремиссий.

В отдельную форму выделяют медленные вирусные инфекции (ВИЧ-инфекция, куру, скрепи и др.), особенностью которых является продолжительный многолетний инкубационный период и неуклонно прогрессирующее течение.

Среди форм инфекционного заболевания выделяют: типичную, атипичную, субклиническую, латентную, абортивную. Типичной форме присущи характерные признаки данного заболевания, атипичное заболевание протекает необычным образом. Субклиническая инфекция характеризуется отсутствием клинических проявлений, однако в результате ее обычно формируется полноценный иммунитет, и организм освобождается от возбудителя. Латентная инфекция протекает скрыто, возбудитель находится в особой стадии своего существования (например L-форма или провирус) и не поступает в окружающую среду. Под влиянием некоторых факторов латентная инфекция может трансформироваться в острую, в результате возбудитель приобретает свои обычные свойства (герпетическая инфекция, бруцеллез, туберкулез, токсоплазмоз). Абортивная форма заболевания характеризуется тем, что болезнь после типичного начала быстро прекращается. Это связано или с развивающимся иммунным ответом, или же является результатом проводимой антимикробной терапии.

По тяжести течения выделяют легкую, среднюю и тяжелую степень тяжести инфекционного заболевания.

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.