Фактори інфекційного процесу
1. Збудник. Протягом всього свого життя вищі організ ми контактують зі світом мікроорганізмів, однак викликати ін фекціонний процес здатна лише незначна частина (приблизно 1/30 000) мікроорганізмів.
Патогенність збудників інфекційних болез ній - це відмітна ознака, закріплений генетично і є токсономіческім поняттям, що дозволяє подрузі делять мікроорганізми на патогенні, умовно-патогенні і сапрофіти. Патогенність існує у деяких мікроор-ганизмов як видова ознака і складається з ряду факторів: вірулентності - заходи патогенності, властивої певному штаму збудників; токсичності - здатності до вироблення і виділення різних токсинів; інвазивності (агресивно-сти) - здатності до подолання і поширенню в тканинах макроорганізму.
Патогенність збудників визначається генами, що входять до складу мобільних генетичних елементів (плазміди, транс позонно і помірні бактеріофаги). перевага мобільного
організації генів полягає в реалізації можливості шви-рій адаптації бактерій до мінливих умов навколишнього середовища.
Збудники інфекційних хвороб ока-викликають найрізноманітніше вплив на захисні (і дру-Гії) системи господаря. Поряд зі стимуляцією захисних меха-низмов - антитіл, клітинного імунітету, активацією комплек-мента, системи макрофагів і нейтрофілів - мікроорганізми і паразити надають багатоаспектний шкідливу дію на імунну систему: індукція стресу, геморагічних реакцій (пошкодження судин), алергічних реакцій, аутоімунні -Тітка (аж до системних важких поразок), прямий токси-ний ефект на клітини і тканини, імунодепресія, розвиток пухлин.
Імунодепресія при інфекціях може бути загальною (подавши-ня частіше Т- або / і Т- і В-клітинного імунітету), наприклад, при кору, лепрі, туберкульозі, вісцеральний лейшманіоз, ін-фекции, викликаної вірусом Епштейна Бappa, або специфиче-ської , найчастіше при довгостроково персистирующих інфекціях, зокрема при інфікуванні лімфоід клітин (СНІД) або індукції антигенспецифических Т-супресорів (лепра).
Важливим механізмом пошкодження клітин і тканин при ін-фекции є дія екзо- і ендотоксинів, наприклад енте-робактерій, збудника правця, дифтерії, багатьох вірусів. Токсичні субстанції володіють як місцевим, так і систем-ним дією.
Для багатьох інфекцій характерно розвиток алергічних і аутоімунних реакцій, які суттєво ускладнюють тече-ня основного захворювання, а в деяких випадках в подальшому можуть прогресувати вже практично незалежно від індуці-рова їх агента.
Збудники мають ряд властивостей, що перешкоджають віз-дії на них захисних фактором господаря, а також оказива-ють шкідливу дію на ці захисні системи. Так, по-лісахаріди, білково-ліпідні компоненти клітинної стінки і капсули ряду збудників перешкоджають фагоцитозу і перева-Рівань.
Деякі збудники, розташовуючись внутрішньоклітинно, про-дуціруют каталазу, не викликають кисневого вибуху (одного з головних захисних механізмів фагоцити), інші розташовуючись-ються поза фагосом, уникаючи таким чином дії лізосомних ферментів, треті перешкоджають злиттю фагосоми з лизосома-ми. Приклади такого неефективного фагоцитозу можна знайти на деяких етапах інфекцій, викликаних мікобактеріями, чи-стер, стафілококами, токсоплазмами, легионеллами і дру-шими мікроорганізмами і паразитами.
Збудники деяких інфекцій не викликають імунної відповіді, як би обходячи набутий імунітет. Багато возбу-ники, навпаки, викликають бурхливий імунну відповідь, що веде до пошкодження тканин як імунними комплексами, до складу яких входить антиген збудника, так і антитілами.
Захисними факторами збудників хвороби є анти-генна мімікрія. Наприклад, гіалуронова кислота капсули стрептокока ідентична антигенів сполучної тканини, ліпо-полісахариди ентеробактерій прекрасно реагують з транс-плантаційного антигенами, вірус Епштейна-Барра має пе-рекрестний антиген з ембріональним тимусом людини.
Внутрішньоклітинне розташування збудника інфекції мо же бути фактором, що захищає його від імунологічних механізмі господаря (наприклад, внутрішньоклітинне розташування мікобактерій туберкульозу в макрофагах, вірусу Епштейна- Барра -в циркулюючих лімфоцитах, збудника малярії - в еритроцитах).
У ряді випадків має місце інфікування ділянок орга нізму, недоступних для антитіл і клітинного імунітету, - нирки, мозок, деякі залози (віруси сказу, цітомегало вірус, лептоспіри), або в клітинах збудник недоступний для імунного лізису (віруси герпесу, кору).
Інфекційний процес має на увазі взаємодію пато генного початку і чутливого до нього макроорганізму. Попа дание патогенних збудників в макроорганізм далеко не всі гда призводить до розвитку інфекційного процесу, а тим більше до клінічно маніфестував інфекційної хвороби.
Здатність викликати зараження залежить не тільки від кон-центрації збудника і ступеня вірулентності, але і від вхідних воріт для збудників. Залежно від нозологічної фор-ми ворота різні і пов'язані з поняттям "шляху передачі ін-фекции". Стан макроорганізму також впливає на ефек-ність реалізації шляхів передачі інфекції, особливо збудників-лей, що відносяться до умовно-патогенної мікрофлори.
Взаємодія збудників інфекцій і макроорганізму є надзвичайно складний процес. Він обумовлюються льон не тільки описаними вище властивостями збудника, але і станом макроорганізму, його видовими та індивідуальними (генотип) особливостями, зокрема сформованими під впливом збудників інфекційних захворювань.
2. Механізми захисту макроорганізму. Важливу роль в забез-печенні захисту макроорганізму від збудників грають загальні, або неспецифічні, механізми, до ко-менту, котрим відносять нормальну місцеву мікрофлору, генетичні фактори, природні антитіла, морфологічну цілісність-ність поверхні тіла, нормальну екскреторну функцію,
секрецію, фагоцитоз, наявність природних клітин-кіллсрон, характер харчування, неантігенспеціфіческій імунну відповідь, фибронектин і гормональні чинники.
Мікрофлору макроорганізму можна розділити на дві груп-пи: нормальну постійну і транзитну, яка знаходиться в організмі постійно.
Основними механізмами захисної дії мікрофлори вважають "змагання" з сторонніми мікроорганізмами за одні й ті ж продукти харчування (інтерференція), за одні й ті ж рецептори на клітинах господаря (тропізм); продукти бактеріолі-Зиновій, токсичні для інших мікроорганізмів; продукцію літа-чих жирних кислот або інших метаболітів; постійну стиму-ляцию імунної системи для підтримки низького, але постійного-ного рівня експресії молекул II класу комплексу тканинної сумісності (DR) на макрофагах і інших антігенпредставля-чих клітинах; стимуляцію перехресно-захисних імунних факторів, таких як природні антитіла.
Природна мікрофлора знаходиться під впливом таких чинників зовнішнього середовища, як дієта, санітарні умови, запи-лінь повітря. В її регуляції також беруть участь гормони.
Найбільш ефективним засобом захисту макроорганізму від збудника є морфологічна цілісність поверх-ності тіла. Інтактні шкірні покриви утворюють вельми еф-ність механічний бар'єр на шляху мікроорганізмів, кро-ме того, шкіра має специфічні антимікробні свій-ствами. Лише дуже небагато збудники здатні проникнути крізь шкірні покриви, тому, щоб відкрити дорогу мікро-організмів необхідно вплив на шкіру таких фізичних факторів, як травма, хірургічне пошкодження, наявність вну-тертя катетера і т.д.
Антимікробними властивостями володіє і виділяється слизу-простими оболонками секрет, який містить лізоцим, викликаючи ющий лізис бактерій. Секрет слизових оболонок містить також специфічні імуноглобуліни (головним чином, IgG і секреторний IgA).
Після проникнення через зовнішні бар'єри (покриви) макроорганізму мікроорганізми стикаються з додаткових-ними механізмами захисту. Рівень і локалізація цих гумо-ральних і клітинних компонентів захисту регулюються цито-кінамі і іншими продуктами діяльності імунної системи.
Комплемент являє собою групу з 20 сироваткових білків, які взаємодіють один з одним. Хоча частіше все-го активація комплементу пов'язана зі специфічною імунною-те і реалізується через класичний шлях, комплемент також може бути активований поверхнею деяких мікроорга-низмов через альтернативний шлях. Активація комплемент
призводить до лізису мікроорганізмів, але грає також важливу роль при фагоцитозі, продукції цитокінів та прилипании лейко-цитов в інфікованих ділянках. Більшість компонентів комплементу синтезується в макрофагах.
Фібронектин - білок з високою молекулярною масою, ко-торий виявляється в плазмі і на поверхні клітин, грає головну роль в їх прилипании. Фібронектин покриває рецеп-тори на поверхні клітин і блокує прилипання до них мно-гих мікроорганізмів.
Мікроорганізми, які проникають в лімфатичну систему, легені або кровоносне русло, захоплюються і знищуються фагоцитуючими клітинами, роль яких виконують полі-морфних-ядерні лейкоцити і моноцити, що циркулюють в кро-ві і проникають крізь тканини до місць, де розвивається воспа-ня.
Мононуклеарні фагоцити в крові, лімфатичних вузлах, селезінці, печінці, кістковому мозку і легенів є систему моноцитарних макрофагів (раніше її називали Ретик-лоендотеліальной системою). Ця система видаляє з крові і лімфи мікроорганізми, а також пошкоджені або старіючі клітини організму господаря.
Для гострої фази відповіді на впровадження мікроорганізмів ха-рактерно утворення активних регуляторних молекул (цітокі-нів, простагландинів, гормонів) фагоцитами, лімфоцитами і ендотеліальними клітинами.
Продукція цитокінів розвивається у відповідь на фагоцитоз, при-Ліпанов мікроорганізмів і вони виділяють речовин до поверх-ності клітин. У регуляції гострої фази відповіді на впровадження мі-кроорганізмов беруть участь мононуклеарние фагоцити, естест-ються кілери, Т-лімфоцити і ендотеліальні клітини.
Найбільш загальною ознакою гострої фази є лихоманить-ка, виникнення якої пов'язують з посиленням продукції простагландинів в гіпоталамічному центрі терморегуляції і біля нього у відповідь на посилене виділення цитокінів.
3. Механізми проникнення мікроорганізмів в організм господаря. Мікроорганізми викликають розвиток інфекційного захворювання і пошкодження тканин трьома шляхами:
- при контакті або проникненні в клітини господаря, викликаючи
їх загибель;
- за допомогою виділення ендо- та екзотоксинів, які вбиваючи-ють клітини на відстані, а також ферментів, що викликають раз-рушення компонентів тканин, або пошкоджуючи кровоносні со-суди;
- провокуючи розвиток реакцій гіперчутливості, кото
риє ведуть до пошкодження тканин.
Перший шлях пов'язаний перш за все з впливом виру-сов.
Вірусне пошкодження клітин господаря виникає в резуль-таті проникнення і реплікації в них вірусу. Віруси мають на своїй поверхні білки, що зв'язують специфічні белко-ші рецептори на клітинах господаря, багато з яких виконуємо-ють важливі функції. Наприклад, вірус СНІДу пов'язує білок, який бере участь в представленні антигену лімфоцитами-хелпе-рами (CD4), вірус Епштейна-Барра - рецептор комплементу на макрофагах (CD2), вірус сказу - ацетилхолінові ре-рецептори на нейронах, а риновіруси - білок прилипання ICAM- 1 на клітинах слизової оболонки.
Однією з причин тропізму вірусів є наявність або від-присутність рецепторів на клітинах господаря, які дозволяють ви-русу атакувати їх. Іншою причиною тропізму вірусів є їх здатність до реплікації всередині певних клітин. Ві-Ріон або його порція, що містить геном і особливі полімерази, проникають в цитоплазму клітин одним з трьох способів: 1) пу-тем транслокации всього вірусу черезплазматичну мембрану;
2) за допомогою злиття оболонки вірусу з клітинною мембраною;
3) за допомогою обумовленого рецептором ендоцитозу вірусу і подальшого його злиття з мембранами ендосом.
У клітці вірус втрачає оболонку, відокремлюючи геном від інших структурних компонентів. Потім віруси реплікуються, ис-пользуя ферменти, різні для кожного з сімейств вірусів. Для реплікації віруси використовують також ферменти клітини-хо-зяіна. Знову синтезовані віруси збираються у вигляді віріо-нів в ядрі або цитоплазмі, а потім виділяються назовні.
Вірусна інфекція може бути абортивної (з неповним циклом реплікації вірусу), латентної (вірус знаходиться внут-ри клітини-господаря, наприклад herpes zoster) і персистуючою (віріони синтезуються постійно або без порушень функцій клітини, наприклад гепатит В).
Виділяють 8 механізмів знищення клітин макроорганіз-ма вірусами:
1) віруси можуть викликати гальмування синтезу ДНК, РНК або білка клітинами;
2) вірусний білок може впроваджуватися безпосередньо в кле-точну мембрану, приводячи до її пошкодження;
3) в процесі реплікації вірусів можливий лізис клітини;
4) при повільних вірусних інфекціях захворювання розвиваю-ється після тривалого латентного періоду;
5) клітини господаря, що містять на своїй поверхні вірус-ні білки, можуть бути розпізнані імунною системою і знищити-дружини за допомогою лімфоцитів;
6) клітини господаря можуть бути пошкоджені в результаті вто-річної інфекції, що розвивається слідом за вірусною;
7) знищення вірусом клітин одного типу може привести до загибелі пов'язаних з ним клітин;
8) віруси можуть викликати трансформацію клітин, приводячи-щую до пухлинного росту.
Другий шлях пошкодження тканин при інфекційних за-болевания пов'язаний головним чином з бактеріями.
Бактеріальні пошкодження клітин залежать від здатне-сти бактерій прилипати до клітки господаря або проникати в неї або виділяти токсини. Прилипання бактерій до клітин хазяїна-на обумовлено наявністю на їх поверхні гідрофобних киць-лот, здатних зв'язуватися з поверхнею всіх еукаріотних клітин.
На відміну від вірусів, здатних проникати в будь-які клітини, факультативні внутрішньоклітинні бактерії вражають головним чином епітеліальні клітини і макрофаги. Багато бактерій атакують інтегрини клітин господаря - білки плазматичної мембрани, які пов'язують комплемент або білки внекле-точного матриксу. Деякі бактерії не можуть пенетріровать клітини господаря безпосередньо, але проникають в епітеліальні клітини і макрофаги за допомогою ендоцитозу. Багато бактерії здатні розмножуватися в макрофагах.
Бактеріальний ендотоксин є ліпополіса-харід, який є структурним компонентом зовнішньої обо-лочки грамнегативнихбактерій. Біологічна активність липополисахарида, що виявляється здатність викликати ли-хорадку, активувати макрофаги і індукувати мітогеном В-клітин, обумовлена наявністю липида А і Сахаров. З ними свя-зан також викид цитокінів, включаючи фактор некрозу пухлини і інтерлейкін-1, клітинами господаря.
Бактерії секретують різні ферменти (Лейкоцідін, гемолізини, гіалуронідази, коагулазу, фібринолізин). Роль бактеріальних екзотоксинів в розвитку інфекційних болез-ній точно встановлена. Відомі й молекулярні механізми їх дії, спрямовані на руйнування клітин організму хо-зяіна.
Третій шлях пошкодження тканин при інфекціях - раз-витие імунопатологічних реакцій - характерний як для ві-русів, так і бактерій.
Мікроорганізми здатні вислизати від імунних меха-низмов захисту господаря завдяки недоступності для імунно-го відповіді; резистентності і комплементсвязанному лизису і фа-гоцітозу; мінливості або втрати антигенних властивостей; роз витку специфічної або неспецифічної імуносупресії.