Факторы обуславливающие патогенность и вирулентность




Характеристика инфекционного процесса

Термин «инфекция » (infection - заражать) употребляется для обозначения процесса, возникающего в результате проникновения в организм человека, животного или растения микробов или вирусов. Однако инфекция синоним: (инфекционный процесс) неравнозначна инфекционному заболеванию, которое отражает патогенетическую клиническую сторону взаимодействия между микро и макроорганизмами. Также нельзя отождествлять инфекцию исключительно микробом – возбудителем болезни, поскольку он является только одним из факторов, обуславливающих изменение внутренней среды организма и развитие патологических изменений, но не определяющим это состояние в целом.

Таким образом инфекция, или инфекционный процесс, - это совокупность физиологичных и патологических процессов, возникающих и развивающихся в организме при внедрении в него патогенных микробов, которые вызывают нарушение постоянства его внутренней среды и физиологических функций. Непременным условием для возникновения инфекционного процесса является присутствие в организме инфекционного агента. [3, с. 145]

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. Фенотипическим признаком патогенного микроорганизма является его вирулентность, т.е. свойство штамма, которое проявляется в определенных условиях (при изменчивости микроорганизмов, изменении восприимчивости макроорганизма и т.д.).[2, c.117]

Вирулентность – индивидуальный признак отдельного штамма, ее можно повышать, понижать, измерять, т.е. она является мерой патогенности. Ее определяют путем заражения восприимчивых животных. При этом одни из них могут погибать через день, другие – через три дня. Следовательно, тот штамм, который вызвал смерть через день, имел более высокую вирулентность. [1,с. 184] 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.

Факторы обуславливающие патогенность и вирулентность

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.

Адгезия – одно из слагаемых потенциальной патогенности м/о, поскольку с нее начинается развитие инфекционного процесса. Адгезивность обуславливается положительным хемотаксисом и специальными приспособлениями (фимбрии, адгезины, лиганды), расположенными на поверхности микробов, а также наличием соответствующих рецепторов на чувствительных клетках макроорганизма. Адгезивную функцию выполняют специальные антигены – белки-лектины, которые содержатся в фимбриях патогенных штаммов эшехирий, вибрионов, протеев и др. Штаммы микробов, лишенные таких антигенов, не способны прикрепляться к клеткам (эпителию кишечника) и вызывать инфекцию. Возбудители болезней обладают специфичностью – способностью прикрепляться к клеткам определенных органов.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

Инвазивность. Из поверхности чувствительных клеток микробы проникают в глубоколежащие ткани и лимфатические узлы макроорганизма. Затем с лимфой поступают в кровоток и органы. На своем пути они встречают много преград; для их преодоления микробы выделяют агрессины – комплекс веществ, куда входят и ферменты: нейраминидаза, гиалуронидаза, коллагеназа, лецитиназа и др. С помощью нейраминидазы м/о преодолевают первый (поверхностный) защитный слой, представляющий собой слизь, в состав которой входят сиаловые кислоты. Нейраминидаза отщепляет такие кислоты, изменяет поверхностный заряд мембран, транспорт активных катионов, что ведет к нарушению физико-химического состава и функциональной активности органов и тканей. Гиалуронидаз а расщепляет межклеточное вещество соединительной ткани, коллагеназа разрушает коллагеновые волокна, мышечную ткань, лецитиназа – митохондриальные и другие мембраны. Факторами патогенности могут быть и неферментные полипептиды. Все это увеличивает проницаемость тканей, способствует продвижению и распространению возбудителя. Инвазионность микробов проявляется агрессивностью, подавлением фагоцитоза, увеличением популяции, разрушением тканей макроорганизма.

Токсины – ядовитые вещества, образуемые микроорганизмами. Различают экзо- и эндотоксины

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.

· 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.Энтеротоксины (холероген и др.) активируют аденилатциклазу, что приводит к повышению проницаемости стенки тонкой кишки и повышению выхода жидкости в ее просвет, т.е. диарее. Нейротоксины (тетаноспазмин столбнячной палочки и др.) блокируют передачу нервных импульсов в клетках спинного мозга

· 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.

Свойства Экзотоксины Эндотоксины
Химическая природа Белки (9-19) аминокислот ЛПС с белком
Происхождение Выделяются в процессе жизнедеятельности. Чаще грамположительные бактерии Связаны со структурами бактерий; выделяются при разрушении клетки. Чаще грамотрицательные бактерии
Отношение к температуре Термолабильны Термостабильны
Степень ядовитости Очень токсичны Менее ядовиты
Скорость действия После инкубации 18-72 ч Довольно быстро
Специфичность действия Выражена Лишена тропизма
Отношение к химическим веществам Чувствительны к спирту, кислотам, щелочам, пищеварительным ферментам, при действии формалина переходят в анатоксин Мало чувствительны к химическим веществам, не переходят в анатоксины
Антигенные свойства Активные антигены Слабые антигены

 

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.

Образование капсулы. У некоторых м/о (пневмококков) вирулентность штамма зависит от величины и химического состава капсулы. Чем она больше, тем выше вирулентность. Поверхностно-активные вещества обладают гидрофильностью, что препятствует поглощению микробных клеток фагоцитами. Бескапсульные микробы гидрофобны; они чаще фагоцитируются клетками макроорганизма. Подобную защитную функцию может выполнять слизь (капсулоподобное вещество). У вирулентных и невирулентных штаммов она имеет разный химический состав. Штаммы, образующие мукоидный тип колоний и продуцирующие полисахарид, вирулентны. Немукоидные штаммы с содержанием в слизи ДНК фагоцитируются.

Капсулообразование не является видовым признаком. Микробы одного и того же вида могут иметь капсульные и бескапсульные штаммы. Капсулы выполняют защитную функцию, повышают резистентность к фагоцитозу, у патогенных микробов обуславливают вирулентность. Так, возбудитель сибирской язвы в организме образует капсулу, в которой содержится D-глутаминполипептид и, как известно, быстро вызывает смерть. Но из безкапсульного штамма сибиреязвенного микроба готовят вакцину, которая не только не приводит животное к гибели, но и обеспечивает ему невосприимчивость к такому же патогенному микробу.

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 плазмидных (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.

Протекание инфекций

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.

 

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.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: