Роль макроорганизма в инфекционном процессе

Макроорганизм обладает механизмами, препятствующими проникновению возбудителей инфекционных болезней, размножению микробов в тканях и образованию ими факторов патогенности. Основными свойствами макроорганизма, определяющими возникновение, течение и исход инфекционного процесса, являются резистентность и восприимчивость .

Резистентность – это устойчивость организма к воздействию различных повреждающих факторов.

Восприимчивость к инфекции – это способность макроорганизма реагировать на внедрение микробов развитием разных форм инфекционного процесса. Различают видовую и индивидуальную восприимчивость. Видовая восприимчивость присуща всем особям данного вида. Индивидуальная восприимчивость – это предрасположенность отдельных индивидов к возникновению у них разных форм инфекционного процесса под действием микробов.

Резистентность и восприимчивость макроорганизма к инфекционному агенту во многом зависят от неспецифических факторов защиты, которые условно можно разделить на несколько групп:

1. Физиологические барьеры:

Механические (эпидермис и слизистые оболочки);

Химические (секреты кожи и слизистых оболочек);

Биологические (нормальная микрофлора).

2. Клеточные факторы неспецифической защиты:

Фагоциты (макрофаги, моноциты, дендритные клетки, нейтрофилы);

NK-клетки (натуральные киллеры).

3. Гуморальные факторы неспецифической защиты:

Система комплемента;

Вещества с прямой антимикробной активностью (лизоцим, альфа- интерферон, дефензины);

Вещества с опосредованной антимикробной активностью(лактоферрин, маннозосвязывающий лектин – МСЛ, опсонины).

Физиологические барьеры

Эпителиальные ткани являются мощным механическим барьером для микроорганизмов, за счет плотного прилегания клеток друг к другу и регулярного обновления, сопровождающегося слущиванием старых клеток вместе с адгезированными на них микроорганизмами. Особенно прочным барьером является кожа – многослойный эпидермис является практически непреодолимым препятствием для микроорганизмов. Инфицирование же через кожу происходит, в основном, после нарушения ее целостности. Движение ресничек респираторного эпителия и перистальтика кишки также обеспечивают освобождение от микроорганизмов. С поверхности слизистой оболочки мочевыводящих путей микроорганизмы смываются мочой – при нарушении оттока мочи могут развиваться инфекционные поражения данной системы органов. В полости рта часть микроорганизмов смывается слюной и проглатывается. В слое эпителия слизистых оболочек дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта обнаружены клетки, способные эндоцитировать из слизи кишечника или дыхательных путей микроорганизмы и в неизмененном виде переносить их в подслизистые ткани. Эти клетки обозначают как М-клетки слизистых (от microfold – микрозагонщики). В подслизистых слоях М-клетки представляют переносимые микробы дендритным клеткам и макрофагам.

К химическим барьерам относятся различные секреты собственных желез кожи (потовые и сальные), слизистых оболочек (соляная кислота желудка) и крупных желез внешней секреции (печень, поджелудочная железа). Потовые железы выделяют на поверхность кожи большое количество солей, сальные железы –жирных кислот, что приводит к повышению осмотического давления и снижению pH (оба фактора являются неблагоприятными для роста большинства микроорганизмов). Париетальные (обкладочные) клетки желудка продуцируют соляную кислоту, тем самым резко снижая pH среды – большинство микроорганизмов погибает в желудке. Желчь и панкреатический сок содержат ферменты и желчные кислоты, ингибирующие рост микроорганизмов. Кислую среду имеет моча, что также препятствует колонизации эпителия мочевыводящих путей микроорганизмами.

Представители нормальной микрофлоры, заселяющие различные биотопы человека, также препятствуют проникновению в организм патогенных микробов, тем самым являются биологическим барьером . Они обеспечивают защиту макроорганизма посредством ряда механизмов (конкуренция с патогенными микроорганизмами за площадь адгезии и питательный субстрат, закисление среды, выработка бактериоцинов и т.д.), объединяемых термином колонизационная резистентность.

Клеточные факторы неспецифической защиты.

Основным клеточным фактором неспецифической защиты являются фагоциты. Фагоцитоз развивается после проникновения микробов в ткани (после преодоления ими физиологических барьеров). Фагоцитоз – это процесс активного поглощения клетками макроорганизма попадающих в него патогенных микробов и других чужеродных частиц с последующим перевариванием при помощи внутриклеточных ферментов.

Этапы (стадии) фагоцитоза:

Стадия хемотаксиса (притягивания, приближения к объекту);

Стадия прилипания (аттракции, прикрепления, адгезии);

Стадия захвата (постепенного поглощения, погружения) частиц в клетку;

Стадия образования фагосомы;

Стадия слияния фагосомы с лизосомами с образованием фаголизосомы;

Стадия ферментативного переваривания захваченных частиц;

Стадия исхода (удаления фагоцитированных частиц).

Фагоцитоз, при котором происходит гибель фагоцитированного микроба,

называют завершенным. Фагоцитоз, при котором микробы внутри фагоцита не

погибают, называется незавершенным (например, при туберкулезе, бруцеллезе). При этом микробы в фагоците могут размножаться, вызывая его гибель.

Фагоцитоз осуществляется различными клетками, которые можно условно

разделить на 2 группы: “непрофессиональные” фагоциты (нейтрофилы,

эозинофилы, базофилы) и “профессиональные” фагоциты (моноциты, макрофаги, дендритные клетки). “Профессиональные” фагоциты способны в дальнейшем презентировать (представлять) антиген лимфоцитам.

Нейтрофилы – самые распространенные лейкоциты крови, подвижные,

первыми появляются в очаге воспаления, фагоцитируют и переваривают бактерии.

Эозинофилы – крупные клетки, содержащие большие гранулы, в которых

Базофилы и тучные клетки содержат крупные гранулы с гистамином,

серотонином, гепарином, трипсином. Базофилы циркулируют в кровотоке, а тучные клетки являются оседлыми, тканевыми клетками.

Моноциты/макрофаги. Моноциты образуются в красном костном мозге

(моноцитарный росток кроветворения), откуда выходят в кровь. В крови моноциты циркулируют 1-3 дня, после чего мигрируют в различные ткани и органы где становятся оседлыми макрофагами (звездчатые клетки Купфера – в печени, альвеолярные макрофаги – в легких и др.).

Дендритные клетки – это группа отростчатых клеток, диффузно

расположенных в лимфоидных органах и барьерных тканях. К дендритным клеткам относятся белые отростчатые эпидермоциты кожи (клетки Лангерганса).

Естественные или натуральные киллеры (NK-клетки) – это крупные

лимфоциты, в цитоплазматических гранулах которых в больших количествах

мембране клеток-мишеней поры, через которые поступают гранзимы. К гранзимам относятся сериновые пептидгидролазы (проникают в клетку-мишень через образованные поры и вызывают апоптоз) и хондроитин-сульфат А (защищает NK- клетки от аутолиза).

Механизмы распознавания микробов фагоцитами

пептидогликан, липополисахарид, белок флагеллин, двухцепоцечная РНК у вирусов и т. д. Все эти вещества объединены понятием патоген-ассоциированные молекулярные образы (от английского PAMP – pathogen-associated molecular pattern) или проще - образы патогенов. Фагоциты способны узнавать данные образы за счет образраспознающих рецепторов, находящихся на поверхности их цитоплазматических мембран (английский PRR – pattern recognition receptor). Таким образом, фагоциты отличают “свое” от “чужого”, которое должно быть уничтожено (фагоцитировано).

Гуморальные факторы неспецифической защиты .

Вещества, способные ингибировать размножение микробов или

обезвреживать попадающие извне чужеродные агенты, называются гуморальными неспецифическими медиаторами защитной системы организма. Таких веществ в организме множество, ниже будут перечислены наиболее значимые и изученные из них. Данные вещества либо обладают прямой антимикробной активностью, либо опосредованной антимикробной активностью за счет стимуляции других факторов неспецифической защиты (фагоцитов, системы комплемента) или связывания необходимых для бактерий факторов роста (лактоферрин). Наиболее действенным гуморальным фактором неспецифической защиты является система комплемента.

Комплемент – это многокомпонентная система белков сыворотки крови.

Компоненты комплемента синтезируются клетками печени и моноцитами.

Комплемент циркулирует в крови в неактивной форме. Комплемент активируется различными специфическими и неспецифическими факторами, которые переводят его в активную форму. Система комплемента состоит из девяти фракций белков сыворотки крови, обозначаемых C1-C9. Активация комплемента происходит путем каскадного процесса, когда продукт предыдущей реакции выполняет функцию катализатора следующей реакции. Существуют три пути активации системы комплемента :

Классический (с участием антител),

Альтернативный (в ответ на образы патогенов без участия антител)

Лектиновый (с участием МСЛ без участия антител).

Активация комплемента приводит к образованию мембраноатакующего

комплекса (МАК). МАК перфорирует клеточные стенки и цитоплазматические

мембраны бактерий, что приводит к их гибели (лизису).

Лизоцим (мурамидаза, мурамилпептидаза) – гидролитический энзим,

присутствует в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек,

сыворотке крови и экстрактах органов и тканей, в молоке. Лизоцим синтезируется гранулоцитами, моноцитами и макрофагами. Лизоцим инактивируется при кипячении, обладает способностью лизировать бактерии, разрушая пептидогликановый слой клеточной стенки. Воздействует преимущественно на грамположительные бактерии, так как у них в составе клеточных стенок много пептидогликана.

Альфа-интерферон – синтезируется в ответ на вирусную инфекцию.

Синтезируемый инфицированными вирусом клетками, альфа-интерферон подавляет синтез белка в соседних здоровых клетках. Подавление синтеза белка в основном обусловлено активацией внутриклеточных РНКаз (ферменты, разрушающие РНК), что приводит к деградации матричной, рибосомной и транспортной РНК. Как следствие, в таких клетках становится невозможной трансляция вирусных белков, а для РНК-содержащих вирусов и репликация нуклеиновых кислот.

Дефензины (от английского defense – защита) – это группа положительно

заряженных белков с антимикробной активностью. Дефензины связываются с

отрицательно заряженными микроорганизмами и формируют поры в их

цитоплазматических мембранах – результатом этого является лизис микробной

Лактоферрин – это гликопротеид, обладающий железо-связывающей

активностью. Связывает два атома трехвалентного железа, в результате чего рост микроорганизмов подавляется. Синтезируется полиморфноядерными лейкоцитами и клетками железистого эпителия. Является специфическим компонентом секрета слюнных, слезных, молочных желез, дыхательного, пищеварительного и мочеполового трактов.

Маннозо-связывающий лектин (МСЛ) – гликопептид, синтезируемый

печенью. МСЛ своей углеводной (лектиновой) частью связывается с маннозой,

фруктозой или N-ацетилглюкозамином (образами патогенов), а белковой частью с комплементом или рецепторами фагоцитов. Таким образом, МСЛ после связывания с фрагментами бактерий активирует комплемент по лектиновому пути и ускоряет фагоцитоз бактерий (т.е. является опсонином).

Опсонины – группа веществ, ускоряющих фагоцитоз. Опсонины являются

своеобразными “маркерами” для фагоцитов. Данные вещества связываются с

объектами фагоцитоза и облегчают адгезию (прикрепление) фагоцитов к ним.

Опсонинами являются отдельные фракции комплемента (например, C3b), МСЛ, C- реактивный белок, фибронектин. Самыми мощными опсонинами являются

иммуноглобулины класса G.

Физиологическая роль воспаления.

Если микроб или другой чужеродный агент, преодолевает защитные барьеры

кожи и слизистых оболочек и проникает в глубину тканей, на месте его внедрения развивается воспалительный процесс. Воспаление – это сложная сосудисто- тканевая реакция организма на повреждения различной природы (в том числе и микробной). Воспалительный процесс характеризуется отеком, болью, гиперемией, локальным или системным повышением температуры, изменениями структуры и функции поврежденного органа. Физиологическая роль воспаления – мобилизация факторов неспецифической и специфической защиты организма. Данные факторы мигрируют в очаг воспаления за счет сниженной скорости кровотока в очаге и повышенной проницаемости сосудистой стенки.

В борьбе с микроорганизмами участвуют следующие защитные механизмы: естественные барьеры - слизистые оболочки носа, горла, дыхательных путей, кожа; неспецифические механизмы - привлечение определенных типов лейкоцитов и повышение температуры тела (лихорадка), а также специфические механизмы, в частности антитела.

Как правило, если микроб проникает через естественные барьеры, неспецифические и специфические механизмы защиты уничтожают его прежде, чем он начнет размножаться.

Естественные барьеры

В норме неповрежденная кожа препятствует вторжению в организм микробов, и подавляющее большинство их преодолевает этот барьер только в результате травмы или ожога, при укусе насекомых и т. п. Правда, существуют исключения: заражение человеческим папилломавирусом, вызывающим бородавки.

К другим эффективным естественным барьерам относятся слизистые оболочки, в частности, дыхательных путей и кишечника. В норме слизистые оболочки покрыты слизью, которая препятствует проникновению микробов.

Например, слизистые оболочки глаз орошаются слезной жидкостью, содержащей фермент, называемый лизоцимом. Он атакует бактерии, помогая защищать глаза от них. Дыхательные пути эффективно очищают поступающий в них воздух. В извилистых носовых ходах, на их стенках, покрытых слизью, задерживаются многие инородные вещества, попадающие с воздухом, в том числе и микробы. Если микроорганизм достигает нижних отделов дыхательных путей (бронхов), скоординированное движение ресничек (напоминающих волоски), покрытых слизью, выводит его из легких. Кашель также способствует удалению микроорганизмов.

Желудочно-кишечный тракт имеет ряд эффективных барьеров: кислота в желудке, панкреатические ферменты, желчь и кишечные секреты обладают антибактериальной активностью. Сокращения кишечника (перистальтика) и нормальное слущивание клеток, выстилающих кишечник, помогают удалять вредные микроорганизмы.

Что касается органов мочевыделительной системы, то у мужчин они защищены от попадания бактерий благодаря большой длине мочеиспускательного канала (приблизительно 25 см). Исключение составляют случаи, когда бактерии вносятся туда хирургическими инструментами. Влагалище женщины защищено благодаря кислой среде. Смывающий эффект при опорожнении мочевого пузыря — еще один механизм защиты у обоих полов.

Люди с нарушенными механизмами защиты более восприимчивы к некоторым инфекционным болезням /см. стр. Например, при пониженной кислотности желудочного сока повышается восприимчивость к туберкулезу и сальмонеллезам. Для поддержания механизмов защиты организма важен баланс различных видов микроорганизмов условно-патогенной флоры кишечника. Иногда под воздействием антибиотика, который принимают для лечения инфекции, не связанного с кишечником, нарушается баланс условно-патогенной флоры, в результате чего количество болезнетворных микроорганизмов увеличивается.

Неспецифические механизмы защиты

Любое повреждение, в том числе вторжение болезнетворных микроорганизмов, сопровождается воспалением. Оно мобилизует некоторые защитные силы организма в направлении к участку повреждения или инфекции. При развитии воспаления усиливается кровоснабжение, и лейкоциты могут легче проходить из кровеносных сосудов в воспаленную область.

Число лейкоцитов в крови также увеличивается; костный мозг выделяет больше клеток из депо и усиленно синтезирует новые. Нейтрофилы, появляющиеся в месте воспаления, начинают захватывать микроорганизмы и пытаются задержать их в ограниченном пространстве /см. стр. 665/. Если это не удается, к месту повреждения в увеличивающемся количестве устремляются моноциты, обладающие еще большей способностью захватывать микроорганизмы. Однако эти неспецифические механизмы защиты могут быть недостаточны при большом количестве микробов или из_за влияния других факторов, например загрязнения воздуха (в том числе табачным дымом), которые уменьшают силу механизмов защиты организма.

Повышение температуры тела

Повышение температуры тела (лихорадка) до более чем 37° С является фактически защитной реакцией организма на внедрение болезнетворных микроорганизмов или иное повреждение. Такая реакция усиливает механизмы защиты организма, вызывая у человека лишь относительно небольшой дискомфорт.

В норме температура тела в течение каждого дня колеблется. Наиболее низкие ее показатели (уровень) отмечаются в 6 часов, а самые высокие — в 16-18 часов. Хотя нормальной температурой тела обычно считают 36,6° С, верхняя граница нормы в 6 часов составляет 36,0° С, а в 16 часов — 36,9° С.

Часть мозга, называемая гипоталамусом, управляет температурой тела, и поэтому повышение температуры — следствие регулирующего влияния гипоталамуса. Температура тела повышается до нового более высокого уровня за счет перераспределения крови от поверхности кожи к внутренним органам, в результате чего уменьшается потеря тепла. Может возникать дрожь, свидетельствующая об увеличении выработки тепла в результате сокращений мышц. Изменения в организме, направленные на сохранение и выработку большего количества тепла, продолжаются, пока кровь новой более высокой температуры не достигает гипоталамуса. Затем эта температура поддерживается обычным образом. Позже, когда она возвращается к нормальному уровню, организм устраняет избыточное тепло через потоотделение и перераспределение крови к коже. При понижении температуры тела может развиваться озноб.

Температура тела может каждый день повышаться и возвращаться к норме. В других случаях повышение температуры может быть ремиттирующим, то есть она изменяется, но не возвращается к норме.

При тяжелых инфекционных болезнях в некоторых случаях, например у алкоголиков, стариков и маленьких детей, температура тела может снижаться.

Вещества, которые вызывают повышение температуры тела, называются пирогенами. Они могут образовываться внутри организма или поступать извне. К пирогенам, сформированным вне организма, относятся микроорганизмы и вещества, которые они вырабатывают, например токсины.

Фактически, пирогены, поступающие в организм извне, вызывают повышение температуры тела, стимулируя образование в организме собственных пирогенов. Пирогены внутри организма обычно вырабатываются моноцитами. Однако инфекционное заболевание — не единственная причина повышения температуры тела; температура может повышаться вследствие воспаления, злокачественной опухоли или аллергической реакции.

Причины повышения температуры тела

Обычно повышение температуры тела имеет очевидную причину. Это может быть, например, грипп или воспаление легких. Но иногда причину трудно обнаружить, например при инфицировании оболочки сердечного клапана (септический эндокардит). Когда у человека повысилась температура по крайней мере до 38,0 °С и тщательное обследование не позволяет выявить причину, врач может обозначить состояние как повышение температуры неясного происхождения.

К таким случаям можно отнести любые заболевания, сопровождаемые повышением температуры тела, но наиболее распространенные причины у взрослых — это инфекционные болезни, состояния, связанные с образованием антител против собственных тканей организма (аутоиммунные заболевания), и злокачественные опухоли (особенно лейкозы и лимфомы).

Для определения причины повышения температуры тела врач расспрашивает пациента о существующих и предшествовавших симптомах и заболеваниях, о принимаемых лекарствах, о возможных контактах с инфекционными больными, о недавних путешествиях и так далее, так как характер повышения температуры обычно не помогает при диагностике. Однако имеются некоторые исключения. Например, для малярии типично повышение температуры, возникающее через день или каждый третий день.

Сведения о недавнем путешествии, особенно за границу, или контакте с некоторыми материалами или животными могут дать ключ к диагнозу. Человек, употреблявший загрязненную воду (или лед, сделанный из загрязненной воды), может заболеть брюшным тифом. Работающий на мясокомбинате может заразиться бруцеллезом.

После выяснения таких вопросов врач проводит полное обследование, чтобы найти источник инфекции и другие признаки заболевания. В зависимости от степени повышения температуры тела и состояния пациента обследование может проводиться в амбулаторных условиях или в больнице. Исследование крови позволяет обнаружить антитела против микроорганизмов. Можно также сделать посев крови на различные питательные среды; определить число лейкоцитов в анализе крови. Повышенное содержание определенных антител помогает выявить «виновный» микроорганизм. Увеличение числа лейкоцитов обычно указывает на инфекцию.

Ультразвуковое исследование (УЗИ), компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (MРТ) также помогают в диагностике. Для выявления очага воспаления может использоваться сканирование радиоактивно-мечеными лейкоцитами. Поскольку лейкоциты поступают к областям скопления инфекционных агентов, а введенные лейкоциты имеют радиоактивный маркер, сканирование помогает обнаружить инфицированную область. Если результаты сканирования отрицательные, врач может произвести биопсию ткани печени, костного мозга или другого «подозреваемого» органа с последующим исследованием под микроскопом.

Снижать ли повышенную температуру тела

Уже упоминалось о положительном эффекте повышения температуры тела. Однако вопрос о необходимости ее снижения вызывает некоторые разногласия. Так у ребенка, имевшего ранее приступ судорог из-за повышения температуры тела (фебрильные судороги), ее следует снижать.

Такого же подхода требует и взрослый с заболеваниями сердца или легких, поскольку высокая температура тела увеличивает потребность в кислороде на 7% на каждый градус свыше 36,6° С. Повышение температуры тела может также вызывать нарушения функции мозга. Лекарства, способные снижать температуру тела, называются жаропонижающими средствами. Наиболее широко используемые и эффективные жаропонижающие средства — парацетамол и нестероидные противовоспалительные средства, например аспирин. Однако для снижения температуры тела детям и подросткам применять аспирин не следует, поскольку он увеличивает риск развития синдрома Рея, который может закончиться летальным исходом.

Специфические механизмы защиты

Инфекция приводит в действие всю мощь иммунной системы. Иммунная система вырабатывает вещества, специфически атакующие болезнетворные микроорганизмы. Например, антитела присоединяются к микроорганизму и помогают иммобилизовать его. Антитела могут непосредственно уничтожать микроорганизмы или облегчать лейкоцитам «работу» по их распознаванию и уничтожению. Иммунная система также может посылать клетки, называемые киллерными Т-клетками (разновидность лейкоцитов), которые специфически атакуют болезнетворный микроорганизм. Естественным механизмам защиты организма помогают противоинфекционные лекарства, например антибиотики, противогрибковые или противовирусные средства. Однако, если функции иммунной системы человека значительно нарушены, эти лекарства часто неэффективны.

Они определяются входными воротами инфекции, путями ее распространения в организме, механизмами противоинфекционной резистентности.

Входные ворота – место проникновения микробов в макроорганизм. Такими воротами могут быть:

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 в организме могут быть:

1) по межклеточному пространству (благодаря бактериальной гиалуронидазе или дефектам эпителия);

2) по лимфатическим капиллярам - лимфогенно;

3) по кровеносным сосудам - гематогенно;

4) по жидкости серозных полостей и спинномозгового канала

Механизмы противоинфекционной резистентности

1. Препятствующие проникновению микробов в организм.

2. Препятствующие размножению микробов.

3. Препятствующие патогенному действию микробов.

Особенно велика роль факторов, тормозящих проникновение патогенных или условно-патогенных бактерий. Учитывая наличие защитных факторов макроорганизма, попадание в него инфекционного агента не означает обязательного и тем более немедленного развития инфБ. В зависимости от условий инфицирования и состояния защитных систем, инфП может вообще не развиться или протекать в форме бактерионосительства. В последнем случае какие-либо системные ответные реакции организма (включая иммунные) не выявляются.

Механизмы повреждения клеток микробиотами

Вирусы

Непатогенных вирусов не бывает, поэтому термин «патогенность» применительно к ним обычно не используется, а вирулентность обозначают как инфекционность. ИнфП при вирусных инфекциях обусловлен, прежде всего, поражением клеток, в которых они размножаются, и всегда является взаимодействием двух геномов - вирусного и клеточного.

Проникнув внутрь клетки, вирусы вызывают повреждения несколькими путями:

Тормозят функционирование нуклеиновых кислот клетки или останавливают биосинтез белка. Так, полиовирусы инактивируют трансляцию m - РНК клетки и в то же время облегчается трансляция вирусной m - РНК.

Белки вируса способны внедряться в клеточную мембрану и напрямую повреждать её рецепторные и другие интегративные возможности (ВИЧ, вирус кори, вирус герпеса).

Вирусы могут лизировать клетки.

Вирусы способны влиять на программу клеточной гибели (апоптоз)

Ингибиция апоптоза вероятно предупреждает апоптоз как защитную реакцию организма по уничтожению клеток, инфицированных вирусом. Возможно также, что антиапоптическое действие вирусов на клетку усиливает репликацию вирусов. Не исключено, что данный эффект вызывает персистенцию вирусов в клетках или способствует опухолевому росту клеток, инфицированных вирусом.

Вирусные протеины экспонируются на поверхность инфицированных клеток, опознаются иммунной системой и клетки уничтожаются Т-лимфоцитами, что существенно ускоряет разрушение инфицированных клеток и, соответственно, гибель органа или ткани, состоящей из этих клеток.

Вирусы могут повреждать клетки противомикробной защиты, что способно вызывать вторичный инфекционный процесс. Например, повреждение эпителия верхних дыхательных путей предрасполагает к последующему развитию бактериального инфицирования (Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae). Вирус иммунодефицита человека, повреждая CD+ лимфоциты хелперы, способствует тем самым возникновению оппортунистических инфекционных процессов.

Вирусы, убивая один тип клеток, способны уничтожать другие клетки, судьба которых зависит от первых. Так, полиовирусная денервация моторных нейронов вызывает атрофию и иногда гибель дистальных скелетных мышц, связанных с этими нейронами.

При вирогении (интегративная инфекция) вирусы могут вызывать клеточную пролиферацию и опухолевую трансформацию, а также ряд хронических и аутоиммунных заболеваний.

Бактерии

Эти микробы повреждают организм, используя все свои факторы патогенности. Например, такой фактор инвазивности и агрессивности как ферменты оказывают свое повреждающее действие либо усиливая действие токсинов, либо переводя протоксины в токсины или сами действуют как токсины в результате образования токсических для макроорганизма веществ как, в частности, фермент уреаза, гидролизирующая мочевину с образованием аммиака и СО2. Вероятно, грань между ферментами и токсинами весьма условна, тем более что у многих токсинов в настоящее время найдена ферментативная активность.

Ведущую роль в патогенезе инфекционных заболеваний бактериального происхождения играют токсины.

Экзотоксины (правильнее называть - белковые токсины) являются обычно ферментами. По механизму своего повреждающего действия на организм подразделяются на 5 групп:

Механизм повреждающего действия	Примеры
Токсины, повреждающие клеточные мембраны	a-токсины C.perfringens, гемолизин E.coli, лейкотоксин P.haemolitica, a-токсин S aureus и мн. др. Образуют поры в мембране, что осмотически разрушает клетку или гидролизуют мембраны клеток ферментативно.
Токсины, ингибирующие синтез белка в клетке	Гистотоксин C.diphtheriae, экзотоксин А P.aeruginoza инактивирует факторы элонгации. Stx – токсин S.disenteriae 1 серовара и др. инактивируют 28 S рибосомальную РНК.
Токсины, активирующие пути метаболизма вторичных мессенджеров	В этом случае искажаются клеточные реакции на внеклеточные сигналы. Например, А субединица холерного энтеротоксина инактивирует G белок мембраны клетки, что увеличивает активность аденилатциклазы и соответственно цАМФ, следствием чего является нарушение всасывания Na + K + и воды.
Протеазы (являются супертоксинами)	Ботулинический и столбнячный нейротоксины, летальный фактор P.anthracis! Ботулотоксин вызывает протеолиз белков в нейронах, что ингибирует секрецию ацетилхолина и ограничивает мышечные сокращения; тетаноспазмин расщепляет мембранный протеин и синантобревин в нейронах и блокирует секрецию ингибиторных нейротрансмиттеров – глицина и γ–аминобутировой кислоты, что приводит к перевозбуждению мотонейронов и вызывает стойкое мышечное сокращение.
Активаторы иммунного ответа	Токсины синдрома токсического шока (TSST-1), энтеротоксины и эксфолиативные токсины S.aureus, пирогенные экзотоксины S.pyogenes влияют непосредственно на антигенпрезентующие клетки иммунной системы и Т-лимфоциты, что вызывает их массивную пролиферацию и образование большого количества лимфоцитарных (ИЛ-2, γИФ), моноцитарных (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОa) и др. цитокинов, совместно способных вызывать как местное повреждение тканей и воспаление, так и генерализованный эффект - сепсис и септический шок.

Эндотоксины (ЛПС)

Механизм действия ЛПС in vivo не носит специфического характера и включает в себя следующую последовательность:

При попадании в организм ЛПС поглощаются фагоцитами (лейкоцитами, макрофагами и др.)

Указанные клетки активируются и секретируют в окружающую среду значительное количество БАВ липидной и белковой природы: простагландины, активирующий тромбоциты фактор, лейкотриены, ИЛ, ИФН, ФНО-a, колониестимулирующие факторы и др. Цитокины, помимо влияния на течение воспаления, оказывают выраженное иммуностимулирующее действие.

В крови эндотоксин взаимодействует с ЛПВП и белком, связывающим его. Этот липопротеинсвязывающий белок катализирует перенос его же мономерной формы на мембрану клетки-мишени (моноциты, нейтрофилы).

На клеточной мембране происходит связывание липопротеинсвязывающего белка с СД14. Этот белок выполняет функцию «рецептора- мусорщика», ответственного за удаление молекулы эндотоксина с поверхности клетки с помощью эндоцитоза, а также презентирует молекулы эндотоксина «истинному» рецептору.

Описаны также другие мембранные белки, выполняющие функцию рецептора для ЛПС.

Повреждающий эффект ЛПС реализуется при участии ИЛ-1-8, ФНО, ФАТ.

Похожая информация.

Иммунитет. Человек постоянно встречается с многочисленными болезнетворными микроорганизмами - бактериями, вирусами. Они всюду: в воде, почве, воздухе, на листьях растений, шерсти животных. С пылью, капельками влаги при дыхании, с пищей, водой они легко могут попасть в наш организм. Но человек при этом не обязательно заболевает. Почему?

В нашем организме есть особые механизмы, препятствующие проникновению в него микробов и развитию инфекции. Так, слизистые оболочки выполняют роль барьера, через который способны проникать не все микробы. Микроорганизмы распознаются и уничтожаются лимфоцитами, а также лейкоцитами и макрофагами (клетками соединительной ткани). Большую роль в борьбе с инфекциями играют антитела. Это особые белковые соединения (иммуноглобулины), образующиеся в организме при попадании в него чужеродных веществ. Антитела выделяют главным образом лимфоциты. Антитела обезвреживают, нейтрализуют продукты жизнедеятельности болезнетворных бактерий и вирусов.

В отличие от фагоцитов, действие антител специфично, т. е. они действуют только на те чужеродные вещества, которые послужили причиной их образования.

Иммунитет - это невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Он бывает нескольких видов. Естественный иммунитет вырабатывается в результате перенесенных болезней или передается детям от родителей по наследству (такой иммунитет называют врожденным). Искусственный (приобретенный) иммунитет возникает в результате введения в организм готовых антител. Это происходит, когда заболевшему человеку вводят сыворотку крови переболевших людей или животных. Можно получить искусственный иммунитет и при введении вакцин - культур ослабленных микробов. В этом случае организм активно участвует в выработке собственных антител. Такой иммунитет остается на долгие годы.

Английский сельский врач Э.Дженнер (1749-1823) обратил внимание на опасное заболевание - оспу, эпидемии которой в те времена опустошали целые города. Он заметил, что доярки болеют оспой значительно реже, а если и болеют, то в легкой форме. Он решил выяснить, почему это происходит. Оказалось, что многие доярки во время работы заражаются и болеют коровьей оспой, которую люди переносят легко. И Дженнер решился на смелый опыт: он втер в ранку восьмилетнему мальчику жидкость из гнойника на коровьем вымени, т. е. сделал первую в мире прививку- привил ему коровью оспу. Через полтора месяца он заразил ребенка натуральной оспой, и мальчик не заболел: у него выработался иммунитет к оспе.

Постепенно оспопрививание стало применяться в большинстве стран мира, и страшная болезнь была побеждена.

Переливание крови. Учение о переливании крови ведет свое начало от работ У. Гарвея, открывшего законы кровообращения. Опыты по переливанию крови животным начались еще в 1638 г., а в 1667 г. было проведено первое успешное переливание крови животного - ягненка- юноше, который погибал от многократных кровопусканий - модного тогда метода лечения. Однако после четвертого переливания крови больной умер. Опыты по переливанию крови человеку прекратились почти на целое столетие.

Неудачи наводили на мысль о том, что человеку можно переливать только кровь человека. Впервые переливание крови от человека к человеку осуществил в 1819 г. английский акушер Дж. Бланделл. В России первое успешное переливание крови от человека к человеку произвел Г. Вольф (1832). Он спас женщину, умиравшую после родов от маточного кровотечения. Научно обоснованное переливание крови стало возможным лишь после создания учения об иммунитете (И. И. Мечников, П. Эрлих) и открытия групп крови австрийским ученым К. Ландштейнером, за что в 1930 г. он был удостоен Нобелевской премии.

Группы крови человека. Представление о группах крови сформировалось на рубеже XIX-XX вв. В 1901г. австрийский исследователь К. Ландштейнер исследовал проблему совместимости крови при переливании. Смешивая в опыте эритроциты с сывороткой крови, он обнаружил, что при одних сочетаниях сыворотки и эритроцитов наблюдается агглютинация (склеивание) эритроцитов, при других - нет. Процесс агглютинации возникает в результате взаимодействия определенных белков: присутствующих в эритроцитах антигенов - агглютиногенов и содержащихся в плазме антител - агглютининов. При дальнейшем изучении крови выяснилось, что главными агглютиногенами эритроцитов оказались два агглютиногена, которые были названы А и В, а в плазме крови - агглютинины а и р. В зависимости от сочетания в крови тех и других различают четыре группы крови.

Как было установлено К. Ландштейнером и Я. Янским, в эритроцитах крови одних людей совсем нет агглютиногенов, но в плазме имеются агглютинины а и р (группа I), в крови других содержатся только агглютиноген А и агглютинин р (группа II), у третьих - только агглютиноген В и агглютинин а (группа III), эритроциты четвертых содержат агглютиногены А и В, не имеет агглютининов (группа IV).

Если при переливании группы крови донора и больного (реципиента) подобраны неправильно, то для реципиента создается угроза. Попав в организм больного, эритроциты склеиваются, что приводит к свертыванию крови, закупорке сосудов и гибели человека.

Резус-фактор. Резус-фактор - особый белок - агглютиноген, содержащийся в крови людей и обезьян - макак-резусов (отсюда и название), обнаружен в 1940 г. Оказалось, что у 85% людей в крови содержится этот агглютиноген, их называют резус-положительными (Rh+), a y 15% людей в крови нет этого белка, их называют резус-отрицательными (Rh-). После переливания резус-положительной крови резус-отрицательному человеку в крови у последнего на чужеродный белок вырабатываются специфические антитела. Поэтому повторное введение этому же человеку резус-положительной крови может вызвать у него агглютинацию эритроцитов и тяжелое шоковое состояние.

Этот вирус не распространяется при чихании, кашле и поцелуях, через воду, при рукопожатии, пользовании одной тарелкой и ложкой. Неизвестны случаи передачи вируса от человека к человеку при укусе комара или блохи. Считается, что для заражения ВИЧ необходим контакт с кровью, спермой, спинномозговой жидкостью или грудным молоком больного, причем этот контакт должен происходить в теле инфицируемого. В основном ВИЧ передается при инъекции иглой, в которой осталась инфицированная ВИЧ кровь, при переливании такой крови, от инфицированной матери младенцу через кровь или молоко, при любых половых контактах. В последнем случае вероятность заражения, естественно, возрастает в тех случаях, когда слизистая или кожа в месте контакта повреждена.

Проверьте свои знания

1. В чем суть фагоцитоза?
2. Какие механизмы препятствуют проникновению микробов в организм?
3. Что такое антитела?
4. Какое явление называется иммунитетом?
5. Какие бывают виды иммунитета?
6. Что такое врожденный иммунитет?
7. Что такое сыворотка?
8. Чем вакцина отличается от сыворотки?
9. В чем заслуга Э. Дженнера?
10. Какие бывают группы крови?

Подумайте

1. Почему при переливании крови необходимо учитывать группу и резус-фактор крови?
2. Кровь каких групп совместима, а каких - нет?

Проникновению в организм микробов препятствуют наружные оболочки нашего тела. Попавшие в организм микробы уничтожаются фагоцитами. Иммунитет- невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Различают естественный и искусственный иммунитет. По наличию или отсутствию в крови человека определенных антигенов и антител выделяют четыре группы крови. В зависимости от присутствия в эритроцитах антигена под названием «резус-фактор - людей делят на резус-положительных и резус-отрицательных.