По числу возбудителей, вызывающих инфекционное заболевание

Вопрос 23. Классификации инфекций

1. Различные типы классификаций

2. Классификация в зависимости от резервуара возбудителя

3. Классификация по распространенности

1. По биологической природе возбудителя все инфекционные заболе­вания делятся на инфекиии: • на бактериальные;

• вирусные;

• грибковые;

• протозойные.

они делятся:

• на моноинфекции;

• смешанные (ассоциированные) — микст-инфекции.

От последних надо отличать вторичную инфекцию, при которой к основной, первоначальной, уже развившейся, присоединяет­ся другая, вызываемая новым возбудителем; хотя в некоторых случаях вторичная инфекция может превышать, и значительно, первичную инфекцию. По длительности течения инфекиионные заболевания делятся:

• на острые;

• хронические.

По происхождению возбудителя:

• экзогенные — инфекции, возбудителями которых являются микроорганизмы, поступающие из окружающей среды с пи­щей, водой, воздухом, почвой, выделениями больного человека или микробоносителя;

• эндогенные — возбудителями являются микроорганизмы — представители собственной нормальной микрофлоры человека (часто возникают на фоне иммунодефицитного состояния че­ловека); в том числе аутоинфекция — разновидность эндоген­ной инфекции, которая возникает в результате саморазмноже­ния путем переноса возбудителя из одного биотопа в другой (например, из полости рта или носа руками самого больного на раневую поверхность).

1. Деление инфекций в зависимости от источника, т. е. резервуа­ра возбудителя, достаточно условно, однако по этому признаку можно выделить несколько групп:

- сапронозные инфекции — заболевания, основным местом обита­ния и размножения возбудителей которых являются объекты окружающей среды, откуда и попадают в организм человека (заболевания, вызванные легионеллами, синегнойной палоч­кой и др.);

- антропонозные инфекции — заболевания, при которых единствен­ный источник возбудителя — человек (менингококковая инфекция, дизентерия, холера, дифтерия, сифилис, гепатит В, эпиде­мический сыпной тиф, эпидемический возвратный тиф и др.);

- зоонозные инфекции — заболевания, при которых единственный источник возбудителя — животные (туляремия, бруцеллез, бе­шенство);

- зооантропонозные инфекции — заболевания, при которых источ­ником являются животное и больной человек, в том числе тру­пы умерших (чума, сибирская язва, туберкулез, риккетсиозы).

3. По распространенности различают:

• эндемические заболевания — регистрируются на строго опреде­ленных территориях); тесно связаны с ареалом (местом) обита­ния животных — хозяев и переносчиков. К ним можно отнести:

• эндемические риккетсиозы;

• клещевой возвратный тиф (боррелиоз);

• клещевые вирусные энцефалиты;

• эпидемические заболевания — распространенные на различных территориях.

Кроме того, для характеристики распространенности того или иного инфекционного заболевания (число заболевших на 100 000 жителей) существуют следующие понятия:

• "спорадическая заболеваемость" — когда регистрируются только единичные случаи заболевания,

• "групповые вспышки" — ограниченные небольшим числом забо­левших,

• "эпидемия" — число заболевших измеряется несколькими сот­нями или тысячами, т. е. может охватывать большое количест­во людей на большой территории (грипп, эпидемический вши­вый сыпной тиф),

• "пандемия" — заболевание охватывает несколько стран и даже континентов. К наиболее широко известным относятся панде­мии холеры, чумы, гриппа, которые сопровождают человечест­во на всем протяжении его истории.

По тяжести течения все инфекционные заболевания делят:

- на легкие;

- средней тяжести;

- тяжелые.

Степень тяжести инфекционного заболевания имеет прямую зависимость от вирулентности микроорганизма-возбудителя и

обратную зависимость от силы защитных механизмов макроор­ганизма.

Степень тяжести инфекционного заболевания также непосред­ственно связана с локализацией возбудителя в макроорганизме — по этому критерию все инфекции делятся:

• на очаговые, при которых микроорганизмы локализуются в ме­стном очаге и не распространяются по организму (ангина, фу­рункулез);

• генерализованные, при которых возбудитель распространяется по организму лимфогенным или гематогенным путем (сепсис). Наиболее тяжелой формой генерализованной инфекции явля­ется сепсис, который характеризуется размножением возбуди­теля в крови, как правило, тяжелым течением заболевания, так как почти всегда развивается на фоне резкого угнетения ос­новных механизмов защиты.

Сепсис отличается от бактериемии тем, что при бактериемии кровь выполняет только транспортную роль, а размножения в ней возбудителя, как при сепсисе, не происходит. При сепсисе, как правило, происходит возникновение вторич­ных очагов гнойного воспаления в органах. Это состояние час­то называют септикопиемия.

При развитии генерализованной формы инфекции может на­ступить массовое поступление в кровь бактерий и их токсинов — как следствие, нередко развивается токсико-септический или бактериальный шок, вызывающий летальный исход в довольно короткие сроки.

Известно, что подавляющее большинство микроорганизмов не может вызвать инфекцию. По способности вызывать инфекцию микроорганизмы делят на 3 группы:

• сапрофиты — микроорганизмы, которые неспособны вызывать инфекцию;

• патогенные микроорганизмы — всегда вызывают инфекцию;

• условно патогенные микроорганизмы — способны вызывать ин­фекцию, но только при определенных условиях, и в первую очередь при снижении антимикробной резистентности макро­организма.

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, в отличие от сапрофитов, обладают патогенностью, т. е. потенциальной, генетически обусловленной способностью проникать в макро-организм, размножаться в нем и вызывать ответную реакцию организма. Патогенность — это стойкий видовой признак, т. е. признак, присущий всем бактериям данного вида; качествен­ная характеристика.

Вопрос 24. Вирулентность микроорганизмов

1. Понятие вирулентности

2. Взаимодействие микроорганизмов с клетками макроорганизма

3. Ферменты агрессии и защиты

1. Для того чтобы патогенный микроорганизм мог вызвать инфек­ционную болезнь, он должен обладать еще одной характеристи­кой — вирулентностью: способностью не только проникать в макроорганизм, размножаться в нем, но и подавлять его защит­ные механизмы, следствием чего и является развитие инфекци­онной болезни.

Вирулентность — признак не видовой, как патогенность, а штаммовый, т. е. присущ не всему виду, а конкретным штаммам. Вирулентность можно также определить как фенотипическое проявление патогенного генотипа микроорганизмов. Как количественный признак вирулентность, в отличие от ка­чественного — патогенности, имеет единицы измерения: она из­меряется количеством, т. е. дозой микроорганизмов, вызываю­щих определенной биологический эффект:

• DCL (dosis certae letalis) — абсолютно летальная доза — мини­мальное количество возбудителя, которое вызывает гибель 100% взятых в опыт лабораторных животных;

• DLM (dosis letalis minima) — минимальная летальная доза — ми­нимальное количество возбудителя, вызывающее гибель 95% взятых в опыт лабораторных животных;

LD50 — минимальное количество возбудителя, вызывающее ги­бель 50% взятых в опыт лабораторных животных (используется для измерения вирулентности наиболее часто). При этом все­гда указывается вид лабораторного животного, на котором оп­ределялась данная доза, так как чувствительность разных видов лабораторных животных к тем или иным микроорганизмам раз­лична.

Обязательно указывается также и способ введения культуры микроорганизмов:

• внутрибрюшинно;

• внутримышечно;

• интраназально;

• внутривенно.

Вирулентность является лабильным признаком — она может из­меняться как в сторону повышения, так и снижения; как in vivo, так и in vitro.

При максимальном снижении вирулентности патогенные мик­роорганизмы могут стать авирулентными, т. е. невирулентны­ми. Но вирулентные микроорганизмы всегда патогенны. 2. Вирулентность реализуется через ряд последовательных процес­сов взаимодействия микробных клеток с клетками и тканями макроорганизма:

• адгезивность — способность прикрепляться к клеткам;

• колонизационностъ — способность размножаться на их поверх­ности;

• инвазивность — способность проникать в клетки и подлежащие ткани и образование биологически активных продуктов, в том числе токсинов.

Адгезия микроорганизмов к рецепторам чувствительных клеток макроорганизма — важнейший элемент их взаимодействия, так как если не произошло адгезии микроорганизмов, то обычно они и не размножаются, а выводятся из организма. Многие микроорганизмы в процессе эволюции приобрели осо­бые морфологические и химические структуры, которые обеспе­чивают адгезию: к ним относятся ворсинки и адгезины — спе­цифические структуры (белки и углеводы) на поверхности микробной клетки, соответствующие рецепторам клеток мак­роорганизма.

3. Для осуществления колонизаиии и инвазии многие бактерии выде­ляют ферменты агрессии и защиты:

• нуклеазы;

• протеазы, действие которых в первую очередь направлено на разрушение антител;

• лецитовителлаза — лецитиназа, разрушает клеточные мембраны;

• плазмокоагулаза — способствует образованию фибриновых барь­еров;

• антифагин — липополисахарид, оказывающий токсическое действие на фагоциты;

• фибринолизин — протеолитический фермент, который растворя­ет сгустки фибрина;

• гиалуронидаза — фермент, гидролизующий гиалуроновую ки­слоту — основной компонент соединительной ткани;

• нейраминидаза — отщепляет от различных гликопротеидов, гликолипидов, полисахаридов сиаловую (нейраминовую) ки­слоту, повышая проницаемость различных тканей.

Три последних фермента облегчают распространение микроор­ганизмов в тканях организма.

Вопрос 25. Бактериальные токсины

1. Понятие о бактериальных токсинах

2. Классификация токсинов по механизму действия

3. Группы факторов патогенности

1. Кроме ферментов агрессии и защиты микроорганизмы, раз­множаясь, могут вырабатывать биологически активные вещест­ва, повреждающие клетки и ткани макроорганизма. — токсины. Некоторые токсины (дифтерийный, столбнячный, ботулиниче- цкнп) являются ведущими факторами развития соответствую­щих заболеваний. Действие других (гемолизины стафилококка, лейкоцидины) более ограничено.

Силу токсинов, как и вирулентность самих возбудителей, изме­ряют DLM или LD50- По своим свойствам токсины делятся на 2 группы:

• эндотоксины — липополисахариды; термостабильны, продуци­руются, как правило, грамотрицательными бактериями, обла­дают общетоксическим действием, являются слабыми антиге­нами, не переходят в анатоксин;

• экзотоксины — белки; термолабильны, продуцируются, как правило, грамположительными бактериями, обладают специ­фичностью действия, сильные антигены, при специальной об­работке переходят в анатоксины.

Наиболее значимыми для медицинской практики продуцентами экзотоксинов являются возбудители:

• среди грамположительных бактерий — дифтерии, ботулизма, столбняка, газовой гангрены, некоторые виды стафилококков и стрептококков;

• среди грамотрицательных — холерный вибрион, некоторые ви­ды псевдомонад, шигелл.

Экзотоксины в зависимости от прочности их соединения с мик­робной клеткой подразделяются:

• на полностью секретируемые (собственно экзотоксины) в ок­ружающую среду;

• частично секретируемые;

• несекретируемые.

Последние освобождаются только в процессе разрушения бак­териальных клеток, что делает их сходными по этому свойству с эндотоксинами.

2. По механизму действия на клетки макроорганизма бактериаль­ные токсины делятся на несколько типов, хотя это деление дос­таточно условно и некоторые токсины могут быть отнесены сразу к нескольким типам:

• 1-й тип — мембранотоксины (гемолизины, лейкоцидины);

• 2-й тип — функциональные блокаторы, или нейротоксины (тета-носпазмин, ботулинический токсин), — блокируют передачу нервных импульсов в синапсах (в клетках спинного и головно­го мозга);

• 3-й тип — термостабильные и термолабильные энтеротоксины — активизируют клеточную аденилатциклазу, что приводит к на­рушению энтеросорбции и развитию диарейного синдрома. Такие токсины продуцируют холерный вибрион (холероген), энтеротоксигенные кишечные палочки;

• 4-й тип — цитотоксины — токсины, блокирующие синтез белка на субклеточном уровне (энтеротоксин золотистых стафило­кокков, дерматонекротоксины стафилококков, палочек сибир­ской язвы, сине-зеленого гноя и возбудителя коклюша); сюда же относят антиэлонгаторы — препятствующие элонгации (на­ращиванию) или транслокации, т. е. передвижению и-РНК вдоль рибосомы, и тем самым блокирующие синтез белка (дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки);

• 5-й тип — эксфолиатины, образуемые некоторыми штаммами золотистого стафилококка, и эритрогенины, продуцируемые пиогенным стрептококком группы А. Они влияют на процесс взаимодействия клеток между собой и с межклеточными веще­ствами и полностью определяют клиническую картину инфек­ции (в первом случае возникает пузырчатка новорожденных, во втором — скарлатина).

Многие бактерии образуют не один, а несколько белковых токсинов, которые обладают разным действием — нейротокси-ческим, цитотоксическим, гемолитическим: стафилококк, стрептококк.

В то же время некоторые бактерии могут одновременно обра­зовывать как белковые экзотоксины, так и эндотоксины: ки­шечная палочка, холерный вибрион.

3. Все факторы патогенности по их функции принято подразде­лять на 4 группы:

• 1-я — бактерии с эпителием соответствующих экологических ниш (биотопов);

• 2-я — интерферирующие с клеточными и гуморальными за­щитными механизмами хозяина и обеспечивающие размноже­ние возбудителя in vivo;

• 3-я — бактериальные модулины, индуцирующие синтез неко­торых цитокинов и медиаторов воспаления, приводящих к им-муносупрессии;

• 4-я — токсины и токсические продукты, оказывающие повреж­дающее действие, связанное, как правило, со специфическими патоморфологическими изменениями различных органов и тканей организма.

Вопрос 26. Механизмы противомикробной защиты

1. Понятие противомикробной резистентности

2. Неспецифическая микробная резистентность

3. Фагоцитоз

1. Одним из определяющих факторов, участвующих в развитии ин­фекции и соответственно инфекционных заболеваний, является восприимчивый макроорганизм. Совокупность механизмов, опре­деляющих невосприимчивость (устойчивость) организма к дейст­вию любого микробного агента, обозначается термином "противомикробная (антимикробная) резистентность". Это одно из проявлений общей физиологической реактивности макроорга­низма, его реакции на своеобразный раздражитель — микроб­ный агент.

Противомикробная резистентность сугубо индивидуальна, ее уровень определяется генотипом организма, возрастом, усло­виями жизни и труда и т. д.

Повышению широкого комплекса факторов неспецифической защиты, в частности, способствуют ранее прикладывание к груди и грудное вскармливание.

По специфичности механизмы противомикробной зашиты делятся:

- на неспецифические — первый уровень защиты от микробных агентов;

-специфические — второй уровень защиты, обеспечиваемый им­мунной системой. Реализуется следующим образом:

-через антитела — гуморальный иммунитет;.

- через функцию клеток-эффекторов (Т-киллеров и макрофа­гов) — клеточный иммунитет.

Первый и второй уровни защиты тесно связаны между собой через макрофаги.

Неспецифические и специфические механизмы противомик­робной защиты могут быть тканевыми (связанными с клетка­ми) и гуморальными.

2. Неспецифическая микробная резистентность — это врожденное свойство макриорганизма, обеспечивается передаваемыми по на­следству достаточно многочисленными механизмами, которые делятся на следующие типы:

- тканевые;

- гуморальные;

- выделительные (функциональные).

К тканевым механизмам неспецифической естественной про­тивомикробной защиты относятся:

• барьерная функция кожи и слизистых оболочек;

• колонизационная резистентность, обеспечиваемая нормальной микрофлорой;

• воспаление и фагоцитоз (может также участвовать в специфи­ческой защите);

• барьерфиксирующая функция лимфоузлов;

• ареактивность клеток;

• функция естественных киллеров.

Первым барьером на пути проникновения микробов во внут­реннюю среду организма являются кожа и слизистые оболочки. Здоровая неповрежденная кожа и слизистые для большинства микроорганизмов непроницаемы. Однако некоторые виды воз­будителей инфекционных заболеваний способны проходить и через них. Такие возбудители получили название особо опас­ных, к ним относят возбудителей чумы, туляремии, сибирской язвы, некоторых микозов и вирусных инфекций. Работа с ни­ми проводится в специальных защитных костюмах и только в специально оборудованных лабораториях.

Помимо чисто механической функции, кожа и слизистые обо­лочки обладают антимикробным действием — нанесенные на кожу бактерии (например, кишечная палочка) довольно быст­ро погибают. Бактерииидность кожи и слизистых оболочек обеспечивают:

• ее нормальная микрофлора (функция колонизационной рези-стентности);

• секреты потовых (молочная кислота) и сальных (жирные ки­слоты) желез;

• лизоцим слюны, слезной жидкости и др.

Если возбудитель преодолевает кожно-слизистый барьер, то он попадает в подкожную клетчатку/подслизистый слой, где реа­лизуется один из основных неспецифических тканевых механизмов защиты — воспаление. В результате развития воспаления проис­ходит:

• отграничение очага размножения возбудителя от окружающих тканей;

• его задержка в месте внедрения;

• замедление размножения;

• в конечном счете — его гибель и удаление из организма.

3. В ходе развития воспаления реализуется еще один универсаль­ный тканевой механизм неспецифической защиты — фагоцитоз.

Явление фагоцитоза было открыто и изучено великим русским ученым И. И. Мечниковым.

Итогом этих многолетних работ стала фагоцитарная теория иммунитета, за создание которой Мечников был удостоен Но­белевской премии.

Фагоцитарный механизм защиты слагается из нескольких по­следовательных фаз:

• узнавание;

• таксис;

• аттракция;

• поглощение;

• киллинг;

• внутриклеточное переваривание.

Фагоцитоз со всеми стадиями называется завершенным. Если фазы киллинга и внутриклеточного переваривания не на­ступают, то фагоцитоз становится незавершенным. При незавершенном фагоцитозе микроорганизмы сохраняются внутри лейкоцитов и вместе с ними разносятся по организму. Таким образом, незавершенный фагоцитоз вместо механизма защиты превращается в его противоположность, помогая мик­роорганизмам защищаться от воздействия макроорганизма и распространяться в нем.

Вопрос 27. Тканевые и гуморальные механизмы неспецифической резистентности

1. Барьерная функция лимфатических узлов

2. Прочие тканевые механизмы противомикробной защиты

3. Гуморальные механизмы неспецифической резистентности

1. Если микроорганизмы прорывают воспалительный барьер, т. е. воспаление как механизм неспецифической защиты не сраба­тывает, то возбудители попадают в лимфатические сосуды, а оттуда в региональные лимфатические узлы. Барьерфиксирующая функция лимфатических узлов реализуется следующим образом:

• с одной стороны, региональные лимфатические узлы задержи­вают микроорганизмы чисто механически;

• с другой — в них обеспечивается усиленный фагоцитоз.

2. К тканевым механизмам неспецифической противомикробной защиты относятся также ареактивность клеток и тканей и активность естественных киллеров (NK-клеток), которые про

являют свои свойства, если возбудитель, прорвав лимфатический барьер, попадает в кровь.

В норме кровь стерильна, так как обладает выраженным бакте­рицидным действием, которое обеспечивается фагоцитарной ак­тивностью нейтрофилов, макрофагов, эндотелия сосудов. Существенный вклад в бактерицидные свойства крови вносят естественные клетки-киллеры, которые составляют от 2 до 12% лимфоцитов и представляют собой большие гранулосодержа-щие лимфоциты, обладающие неспецифической противомик­робнои, противоопухолевой, противовирусной и противопара-зитарной активностью.

3. К гуморальным механизмам естественной неспецифической противомикробнои защиты относятся содержащиеся в крови и других жидкостях организма ферментные системы:

• система комплемента (может также участвовать в специфиче­ской защите). Комплемент — это неспецифическая ферментная система крови, включающая 9 различных протеиновых фрак­ций, адсорбирующихся в процессе каскадного присоединения на комплексе антиген — антитело, и оказывающая лизирующее действие на связанные антителами клеточные антигены. Ком­племент нестабилен, он разрушается при нагревании, хране­нии, под действием солнечного света;

• лизоцим — белок, содержащийся в крови, в слюне, слезной и тканевой жидкости. Он активен в отношении грамположи-тельных бактерий, так как нарушает синтез муреина в клеточ­ной стенке бактерий;

• бета-лизины — более активны в отношении грамотрицательных бактерий;

• лейкины — протеолитические ферменты, освобождающиеся при разрушении лейкоцитов. Они нарушают целостность поверх­ностных белков микробных клеток;

• интерферон — продукт клеток, обладающий противовирусной и регуляторной активностью;

• система пропердина — комплекс белков, обладающих противо­вирусной, антибактериальной активностью в присутствии со­лей магния;

• эритрин.

К выделительным (функциональным) механизмам неспецифиче­ской естественной противомикробнои защиты относятся:

• кашель;

• чихание;

• выделительная функция почек и кишечника;

• лихорадка.

Защита от микроорганизмов — не основная функция этих ме­ханизмов, но их вклад в освобождение организма от них доста­точно высок.

Все многочисленные вышеперечисленные механизмы естест­венной неспецифической противомикробнои защиты активны всегда и в отношении любых микробных агентов: активность этих механизмов не становится более выраженной при повтор­ном или неоднократном контакте с микроорганизмами. Этим механизмы неспецифической противомикробнои защиты отличаются от механизмов специфической противомикробнои резистентности, входящих в иммунитет.