Под названием «инфекция» подразумевают проникновение микроорганизма в макроорганизм и его размножение в нем, в результате чего возникает инфекционный процесс, который в зависимости от свойств возбудителя и формы его взаимодействия с макроорганизмом может иметь различные проявления: от бессимптомного носительства до тяжелейших форм инфекционного заболевания с летальным исходом. Наиболее выраженная форма инфекционного процесса называется инфекционной болезнью, для которой характерно наличие определенного возбудителя, инкубационного периода, специфичных для данной болезни симптомов и иммунного ответа. Название болезни обычно включает йазвание возбудителя (вид, род или семейство) с добавлением суффиксов -оз, -ез или -аз. Например, сальмонелла – сальмонеллез, риккетсия – риккетсиоз, амеба – амебиаз. В результате инфекции, т.е. проникновения патогенного микроорганизма в макроорганизм, размножения в нем, высвобождения продуктов метаболизма (ферменты, токсины) и действия их на макроорганизм нарушаются нормальные физиологические процессы, постоянство внутренней среды (гомеостаз). Макроорганизм, мобилизуя присущие ему неспецифические и специфические механизмы защиты, стремится уменьшить или полностью ликвидировать патогенную деятельность возбудителя, восстановить нарушенный гомеостаз. В большинстве случаев восстановление гомеостаза сопровождается приобретением организмом нового качества – иммунитета.
Возбудителями инфекционных болезней являются вирусы, прионы, бактерии, грибы, простейшие, гельминты. Все они являются паразитами. Паразитизм – форма отношений между двумя организмами разных видов, из которых один, называемый паразитом, использует другого, именуемого хозяином, как источник питания и место постоянного или временного обитания. Свойство паразитизма генетически закреплено за видом и передается по наследству. К паразитам относятся все возбудители инфекционных (из мира растений) и инвазионных (из мира животных) болезней человека.Патогенные (болезнетворные) микроорганизмы произошли, по-видимому, от сапрофитов, приспособившихся в процессе эволюции к паразитическому типу питания в различных тканях и органах животного организма. Патогенность – видовой признак, передающийся по наследству, закрепленный в геноме микроорганизма, в процессе эволюции паразита, т. е. это генотипический признак, отражающий потенциальную возможность микроорганизма проникать в макроорганизм (инфективность) и размножаться в нем (инвазионность), вызывать комплекс патологических процессов, возникающих при заболевании. Фенотипи-ческим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность, т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.). Вирулентность можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Количественные показатели вирулентности могут быть выражены в DLM (минимальная летальная доза), PL. (доза, вызывающая гибель 50 % экспериментальных животных). При этом учитывают вид животных, пол, массу тела, способ заражения, срок гибели. Организм человека или животного, находящийся в состоянии инфекции, называют инфицированным, а предметы окружающей среды, на которые попали возбудители, называют загрязненными, или контаминированными.
Для инфекционного заболевания характерны определенные стадии развития:
§ инкубационный период – время, которое проходит с момента заражения до начала клинических проявлений болезни. В зависимости от свойств возбудителя, иммунного статуса макроорганизма, характера взаимоотношений между макро- и микроорганизмом инкубационный период может колебаться от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет;
§ продромальный период – время появления первых клинических симптомов общего характера, неспецифических для данного заболевания, например слабость, быстрая утомляемость, отсутствие аппетита и т. д.;
§ период острых проявлений заболевания – разгар болезни. В это время проявляются типичные для данного заболевания симптомы: температурная кривая, высыпания, местные поражения и т. п.;
§ период реконвалесценции – период угасания и исчезновения типичных симптомов и клинического выздоровления.
Не всегда клиническое выздоровление сопровождается освобождением макроорганизма от микроорганизмов. Иногда на фоне полного клинического выздоровления практически здоровый человек продолжает выделять в окружающую среду патогенные микроорганизмы, т.е. наблюдается острое носительство, иногда переходящее в хроническое носительство (при брюшном тифе – пожизненное).
Заразность инфекционной болезни – свойство передавать возбудителя от инфицированного к здоровому восприимчивому организму. Инфекционные болезни характеризуются воспроизводством (размножением) заразного начала, способного вызвать инфекцию у восприимчивого организма.
Инфекционные заболевания широко распространены среди населения. По массовости они занимают третье место после сердечно-сосудистых и онкологических болезней. Инфекционные болезни отрицательно влияют на здоровье людей и наносят значительный экономический ущерб. Существуют кризисные инфекционные болезни (например, ВИЧ-инфекция), которые в силу своей высокой эпидемичности и летальности угрожают всему человечеству.
Инфекционные болезни различают по степени распространенности среди населения; условно их можно разделить на пять групп:
§ имеющие наибольшую распространенность (более 1000 случаев на 100 000 населения) – грипп, ОРВИ;
§ широко распространенные (более 100 случаев на 100 000 населения) – вирусный гепатит А, шигеллезы, острые кишечные заболевания неустановленной этиологии, скарлатина, краснуха, ветряная оспа, эпидемический паротит;
§ часто встречающиеся (10.100 случаев на 100 000 населения) – сальмонеллезы без брюшного тифа, гастроэнтероколиты установленной этиологии, вирусный гепатит В, коклюш, корь;
§ сравнительно малораспространенные (1.10 случаев на 100000 населения) – брюшной тиф, паратифы, иерсиниозы, бруцеллез, менингококковая инфекция, клещевой энцефалит, геморрагические лихорадки;
§ редко встречающиеся (менее 1 случая на 100 000 населения) -полиомиелит, лептоспироз, дифтерия, туляремия, риккетсиозы, малярия, сибирская язва, столбняк, бешенство.
Возникновение инфекционного заболевания зависит от многих факторов: патогенности и вирулентности микроорганизма, его дозы, способа и пути проникновения, состояния макроорганизма. Факторы вирулентности определяют способность микроорганизмов прикрепляться (адсорбироваться) на клетках (адгезия), размножаться на их поверхности (колонизация), проникать в клетки (пенетрация), противостоять факторам неспецифической резистентности и иммунной защиты организма (агрессия). Начальной стадией инфекционного процесса является проникновение микроорганизмов во внутреннюю среду организма путем преодоления ими механических барьеров (кожа, слизистые оболочки, бактерицидные и бактериостатические вещества кожи, пищеварительного тракта – ферменты, соляная кислота желудка и т.д.). При этом микроорганизмы могут проникать через кожу и слизистые оболочки, респираторный, желудочно-кишечный тракт, мочеполовую систему и т.д.Следующими стадиями являются адгезия и колонизация, связанные с прикреплением микроорганизмов на чувствительные клетки с последующим размножением возбудителя на поверхности этих клеток. Механизм адгезии основан или на физико-химическом взаимодействии между клетками возбудителя и макроорганизма (вандерваальсовы силы), или на специфическом взаимодействии с адгезинами – химическими группировками, расположенными на поверхности микробных клеток, соответствующих рецепторам клеток хозяина. У каждого вида и даже штамма микроорганизма имеются свои адгезины, обладающие уникальными структурами, что обеспечивает высокую специфичность взаимодействия бактериальной клетки с клеткой хозяина. С этим связана тропность бактерий, т.е. избирательность связывания микроорганизмов с теми или иными клетками организма, например сродство к эпителию респираторного тракта, кишечному эпителию, нервным клеткам и т.д.
Адгезины многих бактерий отдела Gracillicutes связаны с фимбриями, у бактерий отдела Firmicutes адгезины в основном представляют собой белки и липотейхоевые кислоты клеточной стенки. Все вирусы, а также некоторые виды патогенных бактерий могут пенетрировать (проникать) внутрь клеток макроорганизма. В эпителиальные клетки проникают шигеллы, некоторые серовары эшерихий, где они, размножаясь, разрушают клетки с образованием эрозий слизистой оболочки кишечника. Процесс проникновения вируса в клетки – многоэтапный сложный процесс (см. главу 3).
Взаимодействие микро- и макроорганизма может привести к подавлению неспецифических факторов защиты. Агрессия осуществляется за счет структур бактериальной клетки: капсулы, клеточной стенки, липополисахаридов грамотрицательных бактерий, которые подавляют миграцию лейкоцитов, препятствуют фагоцитозу. Для подавления иммунитета патогенные микроорганизмы продуцируют ферменты: протеазы, разрушающие иммуноглобулины; коагулазу, свертывающую плазму крови; фибри-нолизин, растворяющий сгустки фибрина; лецитиназу, растворяющую лецитин в оболочках клеток человека.
Одним из мощных факторов агрессии являются токсины, играющие основную роль в патогенезе инфекционного процесса. Бактериальные токсины могут быть секретируемыми (экзотоксин) и несекретируемыми (эндотоксин).
По механизму действия экзотоксины делятся на четыре типа.
1. Цитотоксины блокируют синтез белка на субклеточном уровне. Например, дифтерийный гистотоксин полностью угнетает действие фермента трансферази II, ответственной за элонгацию (удлинение) полипептидной цепи на рибосоме;
§ Мембранотоксины повышают проницаемость поверхностной мембраны эритроцитов (гемолизин) и лейкоцитов (лейкоцидины), разрушая их.
§ Функциональные блокаторы – токсины, блокирующие функции определенных тканевых систем.
2. Энтеротоксины (холероген и др.) активируют аденилатциклазу, что приводит к повышению проницаемости стенки тонкой кишки и повышению выхода жидкости в ее просвет, т.е. диарее.
3. Нейротоксины (тетаноспазмин столбнячной палочки и др.) блокируют передачу нервных импульсов в клетках спинного мозга
4. Эксофолиатины и эритрогенины образуются некоторыми штаммами золотистого стафилококка и скарлатинозного стрептококка.
Отдельные участки белковой молекулы этих токсинов имитируют структуры субъединиц гормонов, ферментов, нейромедиаторов макроорганизма и блокируют функциональную активность этих соединений.
Эндотоксины отличаются от экзотоксинов меньшей специфичностью действия, меньшей токсичностью, большей термостабильностью. Эндотоксины угнетают фагоцитоз, вызывают одышку, диарею, падение сердечной деятельности, понижение температуры тела. Малые дозы эндотоксина могут вызывать обратный эффект. Эндотоксины активируют комплемент по альтернативному пути.
Многие факторы вирулентности бактерий (адгезия, колонизация, пенетрация, инвазия, подавление неспецифической и иммунной защита макроорганизма) контролируются хромосомными и плазмидными генами. R-плазмиды детерминируют не только множественную резистентность к разным антибиотикам, но и их токсигенность. Токсинообразование детерминируется хромосомными генами или различными плазмидами (F, R, Col и др.), содержащими tox-транспозоны или умеренные фаги. Утрата плаз-мидных (в отличие от хромосомных) генов не приводит к гибели бактериальной клетки.
В условиях макроорганизма на фоне химиотерапии может происходить селекция антибиотикоустойчивых маловирулентных штаммов, предсуществующих в гетерогенной популяции. Механизм селекции осуществляется при отборе авирулентных и высоковирулентных штаммов.
Инфекционный процесс может протекать в различных клинических формах. Их проявления обозначают специальными терминами. Сепсис – генерализованная форма инфекции. Характеризуется размножением возбудителя в крови вследствие снижения иммунных механизмов. При возникновении вторичных гнойных очагов во внутренних органах развивается септикопиемия, а при массированном поступлении в кровь бактерий и их токсинов может развиваться бактериемический или токсико-септический шок. Одной из стадий в патогенезе некоторых инфекционных болезней являются бактериемия и вирусемия. Они отличаются от сепсиса тем, что возбудители не размножаются в крови, а кровь выполняет транспортную функцию для микроорганизма. При некоторых протозойных инфекциях наблюдается циклическое размножение в крови паразитов (малярия, трипаносомоз).
Инфекционное заболевание, вызванное одним видом микроорганизмов, называют моноинфекцией, а двумя или более видами (многие респираторные инфекции, внутрибольничные инфекции) – смешанной (микст-)инфекцией. От смешанных инфекций отличают вторичную инфекцию, когда к первоначальной, основной, уже развившейся инфекционнойболезни присоединяется другая, вызываемая новым возбудителем (на фоне брюшного тифа может возникнуть пневмония, бактериальная или вирусная). Реинфекция – повторное заражение тем же возбудителем (после некоторых заболеваний стойкий иммунитет не образуется). Если инфицирование тем же возбудителем происходит до выздоровления, возникает суперинфекция.
Иногда клинические симптомы болезни появляются вновь без повторного инфицирования – за счет активации оставшихся в макроорганизме возбудителей (возвратный тиф, остеомиелит, сыпной тиф, болезнь Бриля). В таких случаях говорят о рецидиве болезни. Инфекционное заболевание может сопровождаться полным набором характерных для него симптомов (манифестная форма) либо симптомы заболевания могут быть слабо выражены (инаппарантная форма) или протекать с неполным набором симптомов (абортивная форма). Иногда после перенесенного заболевания формируется реконвалесцентное носительство, когда физиологические показатели здоровья возвращаются к норме, но больной продолжает выделять жизнеспособных возбудителей.
