Успешное существование паразитизма требует, чтобы возбудитель инфекции был передан от одного субъекта другому. Микроорганизмы должны обязательно попасть в ткани нового хозяина, чтобы вызвать развитие болезни. Исключение составляют микроорганизмы типа Clostridium botulinum, которые вырабатывают вне организма экзотоксин, вызывающий болезнь и смерть человека. Хотя эти микроорганизмы и не вполне удовлетворяют определению инфекции, но результаты их деятельности рассматривают в разделе инфекционных болезней. Понимание способа передачи инфекта представляет собой главный аспект предотвращения распространения инфекционных болезней. Знание того, что <инфекционные поносы> являются результатом фекального загрязнения продовольствия и воды, привело к принятию мер по обеспечению безопасности водных запасов и обеззараживанию сточных вод, что привело к уменьшению распространенности этих болезней в промышленных странах. Многие факторы влияют на течение и исход инфекционного заболевания. Например, госпитально-ассоциированные инфекционные болезни отличаются от приобретенных вне больницы. Поэтому различают:
- инфекционные болезни, обусловленные внутрибольничной инфекцией; - инфекционные болезни, приобретенные в быту. Госпитальные инфекционные болезни Приблизительно из 5 миллионов случаев инфекционных болезней, ежегодно выявляемых в больницах Соединенных Штатов, около 40% приобретены в больницах (госпитальные инфекционные болезни). Приобретенная внутри больницы пневмония наиболее серьезна, поскольку такая инфекция сопровождается высокой смертностью (до 20%). Наиболее частая локализация таких инфекций - это мочеполовой тракт и легкие. Приобретенный в приемном покое больницы эпидемический понос - это общая проблема. Внутригоспитальные инфекции чаще всего вызываются бактериями и грибами и развиваются у больных на фоне иммунносупрессии. Высокий процент приобретенных в больнице инфекционных болезней обусловлен следующими факторами:
- повышенной чувствительностью госпитализированных больных к инфекции в результате снижения резистентных сил организма, связанного с основной болезнью и в некоторых случаях - иммунносупрессией из-за применения наркотиков или лекарств. - использованием инвазивных методов диагностики и лечения: применение инвазивных хирургических диагностических (люмбальная пункция, венотомия) и терапевтических процедур (катетеризация мочевого пузыря, введение внутрисосудистых зондов,катетеров) обеспечивает возбудителю инфекции входные ворота, несмотря на предосторожности. Материалы, используемые в этих процедурах, иногда инфицированы (загрязненные внутривенные жидкости, шланги, трубки, респираторы). - многочисленностью источников инфекции: больницы являются источником многочисленных инфекций: больные чаще всего заражаются друг от друга и больничного персонала, который также может быть носителем инфекций (например, S. aureus). Микроорганизмы или споры, находящиеся в окружающей среде (например, в присыпках, стационарном белье, системе вентиляции), относятся к менее важным источникам заражения. - использованием антибиотиков: широко распространенное применение антибиотиков расширяет появление множества устойчивых к антибиотикам грам-отрицательных бацилл (например, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, некоторые разновидности Proteus, Klebsiella, Serratia, Staphylococcus aureus). Эти организмы часто бывают стойкими ко многим антибиотикам и поэтому представляют серьезную проблему при лечении больных. Инфекционные болезни, приобретенные в быту В бытовой практике наиболее частыми являются вирусные заболевания верхних дыхательных путей (например, острые респираторные заболевания, грипп) и желудочно-кишечного тракта (например, вирусный гастроэнтерит). Больные, как правило, не консультируются с врачом. Больных госпитализируют лишь при неблагоприятном течении болезни (например, тяжелая форма гриппа, особенно в пожилом возрасте). Приобретенные в быту бактериальные инфекционные болезни несколько отличаются от приобретенных в больнице более легким течением и более низкой смертностью. Организм обычно лучше способен ответить на инфекцию, кроме того, инфекция обычно восприимчива к терапии антибиотиками. Сексуально переданные болезни (например, гонорея, сифилис), инфекционные болезни мочевого пузыря у молодых женщин и инфекции дыхательных путей (например, стрептококковый фарингит, синусит, отит, пневмония) представляют собой наиболее обширную группу бактериальных заразных болезней. Большинство возбудителей болезней попадает в организм человека из внешней среды через входные ворота, например, через кишечник с пищей, через легкие с вдыхаемым воздухом, при укусах насекомых, через поврежденную кожу или слизистые оболочки и т. д. В таких случаях говорят об экзогенной инфекции. Однако заражение может быть в результате активации эндогенной флоры организма, тогда речь идет об эндогенной инфекции, или аутоинфекции. Возбудители инфекции проникают в человеческий организм через ткани, которые находятся в контакте с внешней средой: через кожу, верхние дыхательные пути, легкие, желудочно-кишечный и мочеполовой тракты, которые представляют собой первые ворота проникновения возбудителей инфекции. За исключением прямого инфицирования во время травмы, внутренние органы, такие как головной мозг, кости, мышцы, селезенка, надпочечники, могут быть инфицированы только через кровь или лимфатические сосуды. Одни и те же инфекционные болезни могут иметь как различные способы передачи, так и разные ворота проникновения в организм. Например, вирусный гепатит может быть результатом поступления вируса в организм с фекальным загрязнением продовольствия или передан через кожу при парентеральном введении лекарственных веществ. Первые и наиболее важные барьеры для инфекции - неповрежденная кожа и слизистые оболочки организма. Например, выделяемые слезными железами жидкость содержит лизозимы (пептидогликаны), которые разрушают бактериальные оболочки и защищают, таким образом, глаза от инфекции. Кислотный желудочный сок смертелен для некоторых кишечных патогенных микроорганизмов; например, добровольцы с нормальной кислотностью желудочного сока не были инфицированы вибрионом холеры, принимая не более 1011 микроорганизмов. Напротив, Shigella и Giardia относительно устойчивы к кислоте и наличие их в количестве меньше чем по 100 каждой разновидности вызывает заболевание. Вообще, инфекционные болезни кожи у нормальных людей имеют тенденцию возникать лишь в поврежденных участках, то есть в рваных ранах или ожогах, и могут быть вызваны бактериями с относительно низкой вирулентностью. И, наоборот, для развития заразных болезней дыхательного, желудочно-кишечного или мочеполового тракта требуются вирулентные организмы, способные к повреждению или проникновению через нормальные барьеры слизистой оболочки. Жители городов вдыхают приблизительно 10000 микроорганизмов в день, включая вирусы, бактерии и грибы. Большинство из этих микроорганизмов выводится реснитчатым эпителием верхних дыхательных путей. Только частицы размером 5 микрон или меньше достигают альвеол, где они поглощаются альвеолярными макрофагами или нейтрофилами, привлеченными к поврежденному участку цитокинами. Эта нормальная система защиты весьма эффективна. Но действию реснитчатого эпителия может вредить курение, травма при бронхиальном зондировании, попадание аспирированного кислого содержимого желудка, повышение вязкости секрета (при муковисцидозе) и др. Некоторые вирусы (например, вирусы гриппа) обладают гемагглютининами, которые прочно соединяются с карбогидратом наружной мембраны эпителиальных клеток и, таким образом, подавляют действие реснитчатого эпителия. Ряд патогенных для органов дыхания бактерий (например, Haemophilus и Bordetella) вырабатывают токсины, которые парализуют реснички слизистой оболочки. Микобактерии туберкулеза в нормальных альвеолах очень устойчивы к действию неактивизированных макрофагов. Люди сталкиваются со многими микроорганизмами каждый день, но немногие проникают в ткани. Чувствительность к инфекционному агенту зависит от многих факторов как самого возбудителя инфекции, так и хозяина. Многие микроорганизмы, обычно низкой патогенности, населяющие кожу, верхние дыхательные пути, мочеполовой тракт и кишечник как комменсалы, предотвращают проникновение инфекции, конкурируя с более патогенными для организма формами из-за наличия более благоприятных факторов роста.
Инфекционный процесс очень сложен. Его развитие определяют особенности возбудителя и реактивное состояние макроорганизма. К особенностям возбудителя инфекционного заболевания относится не только его строение, химическая структура, антигенные свойства, но и характер его взаимодействия с макроорганизмом. Инфекционные агенты можно классифицировать по сложности их строения:
- прионы; - вирусы; - риккетсии; - хламидии; - микоплазмы; - бактерии; - грибы; - простейшие; - гельминты. Простейших и гельминтов часто называют паразитами, хотя этот термин имеет более широкое значение. Способность инфекционных агентов проникать в ткани организма называется инвазивностью, способность вызывать заболевание называется патогенностью. По степени патогенности они делятся на:
- высокопатогенные (высоковирулентные); - низкопатогенные (низковирулентные). Высоковирулентные микроорганизмы вызывают заболевание в нормальном организме, низковирулентные - только в иммуносупрессированном организме (оппортунистические инфекции). При инфицировании тканей в них возникают сложные структурные изменения. Они включают в себя:
- непосредственное повреждение клеток инфекционным агентом; - опосредованное повреждение клеток путем выделения эндо- или экзотоксинов (а также через повреждение сосудов и развитие расстройств кровообращения); - воспалительный ответ организма; - иммунный ответ организма. Инфекционный агент не всегда приводит к развитию заболевания. При латентном течении процесса инфекционный агент, например, вирус, может в течение длительного времени, иногда годами, не вызывать поражения клеток, а затем под влиянием каких-либо стимулирующих факторов активируется. Болезнь может проявиться позднее, спустя годы после первичного инфицирования в результате реактивации возбудителя инфекции. Прямое повреждение ткани, вызванное возбудителями инфекции является важным показателем тяжести течения инфекционного заболевания. Степень прямого повреждения зависит от вирулентности агента, например, особо опасные организмы типа Yersinia pestis (этиологический фактор чумы) приводят к развитию быстро развивающегося обширного некроза ткани. Патогенетические механизмы повреждения тканей у различных инфектов разные. Возбудители инфекции повреждают ткани тремя способами:
- они могут входить в контакт или проникать в клетки хозяина и непосредственно вызывать гибель клеток; - они могут вырабатывать эндо- или экзотоксины, которые приводят к гибели клеток, находящихся на расстоянии; вырабатывать ферменты, которые повреждают кровеносные сосуды и вызывают опосредованно ишемический некроз; - они стимулируют развитие иммунных клеточных и гуморальных реакций, направленных против инфекционного агента, однако способных вызывать дополнительное повреждение ткани. При всех инфекционных болезнях возникает ряд общих и местных изменений. Местные изменения представляют собой очаг воспаления и зависят от характера инфекции, ворот инфекции, способа заражения. Например, при дифтерии зева возникает фибринозное воспаление в миндалинах, при гриппе - воспалительные изменения наблюдаются в бронхах, дизентерийная палочка ведет к развитию воспаления в толстой кишке. Но иногда, если инфекция проникает в кровь, местные изменения бывают слабо выражены и процесс приобретает генерализованный характер. Из общих изменений, наблюдаемых в инфицированном организме, необходимо отметить наличие расстройств кровообращения. Любая инфекция сопровождается интоксикацией, нарушением сердечной деятельности. В органах выражено полнокровие, стаз, мелкие периваскулярные кровоизлияния, периваскулярный и перицеллюлярный отек. Особенно характерен тромбоз сосудов микроциркуляторного русла (гиалиновые тромбы). Важными являются изменения в головном мозге и его оболочках. Жалобы больных на головную боль при инфекционных заболеваниях обусловлены отеком оболочек мозга, иногда кровоизлияниями. Чем тяжелее инфекционное заболевание, тем сильнее выражены расстройства кровообращения. В миокарде, почках, печени, надпочечниках, головном мозге могут возникать все виды паренхиматозных дистрофий (зернистая, гиалиново-капельная, вакуольная, жировая), а в тяжелых случаях наблюдается некроз клеток. При некоторых длительно протекающих инфекциях может наблюдаться амилоидоз. Выраженные дистрофические изменения при инфекционных болезнях в клетках центральной нервной системы (нейроцитах) могут в клинике сопровождаться возбуждением или сонливостью, вплоть до полной потери сознания. Дистрофические изменения в миокарде клинически проявляются расширением границ сердца, увеличением числа сердечных сокращений (тахикардия) или их сокращением (брадикардия) и т.д. Иногда больные погибают от паралича сердца. Печень у инфекционных больных увеличена, край округлен (из-за полнокровия, отека, дистрофических изменений), капсула напряжена, что сопровождается выраженной болезненностью. В клинике нередко наблюдаются признаки печеночной недостаточности, легкая паренхиматозная желтуха. В почках поражается преимущественно эпителий извитых канальцев, что сопровождается олигурией, протеинемией. При инфекционном процессе, независимо от характера возбудителя, появляются иммунные реакции, направленные на разрушение и элиминацию инфекта. Циркулирующие в крови антитела образуются в ответ на антигенную стимуляцию иммунной системы. Соединения антигена с антителом в присутствии комплемента осуществляют антимикробное и антитоксическое действие, обеспечивающее послеинфекционный гуморальный иммунитет. При всех инфекционных заболеваниях наблюдаются изменения в органах иммуногенеза: тимусе, селезенке, лимфатических узлах, костном мозге, миндалинах, лимфоидном аппарате кишечника. Периферические органы иммуногенеза увеличиваются в размерах, в них наблюдается плазматизация, которая является показателем напряженности гуморального иммунитета. Длительное антигенное воздействие (персистенция антигена) при инфекционном заболевании ведет к сенсибилизации организма, появлению реакций гиперчувствительности как немедленного, так и замедленного (аллергические реакции) типа. Защитные реакции организма - это обоюдоострый меч. С одной стороны они необходимы для того, чтобы преодолеть инфекцию, но в то же самое время могут непосредственно наносить ущерб ткани. Из этого следует, что тканевые повреждения при инфекционных заболеваниях могут развиваться не только под воздействием инфекта, но и в связи с реакциями гиперчувствительности. Типы воспалительных и иммунных реакций в ответ на инфекцию в значительной степени определены местом размножения инфекционного агента. В зависимости от того, где обитает и размножается инфект, внутри или вне клеток, различают:
Облигатные внутриклеточные микроорганизмы. К облигатным внутриклеточным микроорганизмам относят прионы, вирусы, рикеттсии и хламидии. Они требуют для роста и размножения продукты метаболического аппарата клеток хозяина, инфицируют, как правило, паренхиматозные клетки. Для выявления таких инфектов требуются системы живых клеток, например, куриные эмбрионы, культуры клеток ткани или лабораторных животных. Механизмы взаимодействия прионов с инфицированными клетками еще до конца неизвестны. Вирусы, рикеттсии и хламидии, размножаясь в клетках, вызывают в них разнообразные изменения: А. Некроз клетки: инфицирование клетки облигатным внутриклеточным агентом сопровождается ее некрозом. Различные патогенные агенты обладают филией к определенным паренхиматозным клеткам (органотропностью). Даже если агент одновременно инфицирует различные типы клеток, то он наносит существенное повреждение только определенным из них. Так, например, для полиовируса главным местом его реплицирования является слизистая оболочка кишечника, но клинические проявления и морфологические изменения обнаруживаются в мотонейронах спинного мозга. Клинические проявления различных вирусных заразных болезней являются результатом морфологического повреждения определенных типов клеток. При инфицировании облигатным внутриклеточным агентом больные могут погибнуть в острой фазе болезни в результате альтеративного воспаления и обширных некрозов ткани (например, энцефалита, миокардита или массивного некроза печени). Выздоровление возможно, главным образом, благодаря эффективной иммунной реакции, которая нейтрализует вирус. Возврат к нормальной функции не всегда возможен, поскольку некоторые клетки не способны регенерировать. Так, энцефалит, при котором происходит потеря нейронов, сопровождается неврологической недостаточностью. Изредка, вирусная инфекция (или иммунная реакция против вируса) вызывает медленную гибель клеток, в течение длительного периода, насчитывающего годы. Такие медленные вирусные инфекционные болезни развиваются в печени (хронический персистирующий и хронический активный вирусный гепатит, который может быть вызван вирусом гепатита B и C), в головном мозге (подострый склерозирующий панэнцефалит, обусловленный вирусом кори), и в T-лимфоцитах (человеческий вирус иммунодефицита). Прионовые заболевания мозга, типа болезни Крейцфельда-Якоба, характеризуются медленной прогрессивной потерей (атрофией) нейронов. Б. Дистрофические изменения клеток: сублетальное повреждение, обусловленное облигатным внутриклеточным агентом, сопровождается раличными типами дистрофий. Например, вакуольная белковая дистрофия гепатоцитов при остром вирусном гепатите. Рикеттсии имеют тенденцию размножаться в эндотелиальных клетках и вызывать их повреждение в виде баллонной дистрофии, что может, в свою очередь, привести к тромбозу. В. Формирование внутриклеточных включений. Внутриклеточные включения иногда формируются в результате вирусного и хламидийного реплицирования в клетке. Они видимы при световой микроскопии и представляют собой прямое доказательство присутствия инфекции. Они составлены или из собранных вирусных частиц или остатков вирусного синтеза нуклеиновой кислоты. Внутриклеточные включения выявляются или в ядре, или в цитоплазме и могут быть использованы при диагностике определенных вирусных заболеваний. Например, при гепатите B цитоплазма инфицированных вирусом гепатоцитов имеет вид матового стекла и дает положительное пятнистое окрашивание с орсеином (реакция Шиката) и с анти-гепатитными B антителами при использовании иммунологических методов. Г. Формирование гигантских клеток происходит при некоторых вирусных заразных болезнях. Вирус кори сопровождается появлением в тканях гигантских клеток (гигантские клетки Вартина-Финкельдея), которые содержат от 20 до 100 маленьких однородных ядер. Эти клетки обнаруживаются в любой ткани, инфицированной вирусом кори, чаще в легких и в лимфоидной ткани аппендикса и миндалин. Вирусы простого герпеса, опоясывающего лишая, ветряной оспы также вызывают образование гигантских клеток в инфицированных эпителиоцитах (кожа, маточные трубы, внешние гениталии и пищевод). Эти клетки содержат от трех до восьми ядер, а также могут содержать включения Каудрая. Факультативные внутриклеточные микроорганизмы. К ним относят микроорганизмы типа микобактерий и грибов. Факультативные внутриклеточные организмы способны к внеклеточному и внутриклеточному росту и размножению. Факультативные внутриклеточные микроорганизмы часто вызывают повреждение ткани, и, несомненно, обладают механизмами, которые дают им эту возможность, но они ещё до конца не поняты. Внутриклеточный рост обычно происходит в макрофагах. Факультативные внутриклеточные организмы, особенно микобактерии туберкулеза, лепры и диморфные грибы типа Histoplasma и Coccidioides, могут длительное время находиться в тканях в неактивном состоянии и не приводить к их повреждению. Покой вероятно означает, что жизнеспособные микобактерии, локализующиеся в макрофагах, находятся под прикрытием иммунного контроля. Реактивация бездействующих микобактерий обычно происходит благодаря снижению функции иммуннокомпетентных клеток. Она обычно сопровождается формированием гранулемы и казеозным некрозом с последующим фиброзом при благоприятном исходе процесса. Большинство агентов этой группы могут быть выращены на искусственных средах или в культуре тканей; исключение составляют Mycobacterium leprae. Внеклеточные микроорганизмы. Само название подразумевает внеклеточное размножение этих микроорганизмов. К внеклеточным относят микроорганизмы типа бактерий (спирохет), грибов. За исключением одноклеточных паразитов, которые не могут быть культивированы вообще, внеклеточные организмы могут расти и размножаться на искусственных средах. Treponema pallidum, которая вызывает сифилис, также не может быть культивирована на искусственных средах. Внеклеточные организмы ведут к повреждению клеток несколькими из ниже приведенных путей: А. Ферментативное повреждение: при размножении патогенные микроорганизмы вырабатывают множество ферментов, которые свободно проникают в ткани, где взаимодействуют с внутриклеточными и внеклеточными молекулами. Staphylococcus aureus вырабатывает коагулазу, которая преобразовывает фибриноген в фибрин. Коагулазная продукция отражает степень его вирулентности. Так, коагулаза-негативный эпидермальный стафилококк имеет низкую вирулентность. Как предполагают, бактерия, окруженная фибрином, обладает более высокой способностью сопротивляться фагоцитозу. Эта устойчивость к фагоцитозу облегчает стафилококку развитие гнойного воспаления с некрозом ткани. Пиогенный стрептококк вырабатывает гиалуронидазу, стрептокиназу и несколько гемолизинов. Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту в основном веществе и облегчает распространение инфекции. Стрептокиназа активирует плазминоген и способствует выпоту фибриногена. Гемолизины вызывают гемолиз эритроцитов. Clostridium perfringens, вызывающая газовую гангрену, вырабатывает множество ферментов, включая лецитиназу, гиалуронидазу и гемолизины. Лецитиназа повреждает липидные мембраны и вызывает некроз клеток. Все вырабатываемые Clostridium perfringens ферменты в значительной степени ответственны за развитие некротического воспаления в тканях, которое характеризует газовую гангрену. Образование газов в тканях - это результат ферментации сахара во время роста и размножения бактерии. Б. Развитие локального васкулита: патогенные микроорганизмы, например, бацилла карбункула (В. anthracis), Aspergillus при инфицировании вызывают тромбоз мелких сосудов и ишемический некроз окружающих тканей. В. Продукция дистанционно действующих токсинов. Некоторые бактерии вырабатывают токсины, которые попадают в кровоток и способны вызвать повреждение удаленных от ворот инфекции клеток и тканей. Эндотоксины грам-отрицательных бактерий попадают в кровоток после их гибели и распада. В крови эндотоксины, действуя на стенку мелких кровеносных сосудов, вызывают вазодилятацию, нарушают периферическую циркуляцию крови, повреждают эндотелиальные клетки и запускают каскады коагуляции, приводящие к диссеминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВС-синдром). Эндотоксины также вызывают лихорадку, стимулируя макрофаги к освобождению интерлейкина - 1. Грам-отрицательный эндотоксический шок чаще всего наблюдается при хирургических заболеваниях мочевыводящих путей и кишечника, менингококковой бактериемии. Но может нередко сопровождать любую грам-отрицательную инфекцию. Экзотоксины - вещества, чаще всего белковой природы, активно выделяемые живущими бактериями. Экзотоксины, в отличие от эндотоксинов, обычно теплолабильны. Экзотоксины высоко антигенны и стимулируют выработку определенных антител (антитоксинов). Попадая в кровоток, они способны повреждать самые разнообразные ткани и органы. Энтеротоксины - экзотоксины, которые действуют на эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника. Примером могут служить вибрионы холеры, которые вырабатывают энтеротоксин либо находясь в просвете кишки, либо на съедаемых продовольственных продуктах. Токсины оседают на поверхностные рецепторы энтероцитов и вызывают их повреждение.
ВНИМАНИЕ! Данные медицинские статьи не могут служить источником информации, необходимой для оказания медицинской помощи, диагностирования заболеваний и лечения пациентов! Вам необходимо пройти консультацию у врачей !!!
