Викладач	Стоянова Л.П.
Предмет	Мікробіологія
Група	2 – А л/с
Дата	Згідно розкладу  03.10.2022
Лекція4	Тема: Вчення про інфекцію.Вчення про імунітет.

 

 

 

Тема: Імунітет.

План.

1. Імунна система: структура і функції.

2. Види імунітету.

3. Антигени. Імуноглобуліни.

4. Клітини імунної системи.

5. Фактори природної резистентності.

 

 

1.Імунна система: структура і функції.

Кожна система в організмі виконує життєво необхідні функції.

 Функції імунної системи - розпізнавати, знешкоджувати і видаляти з організму все генетично чужерідне: мікробів, вірусів, грибків, тканин, інших антигенів і навіть власних клітин і тканин, якщо вони змінюються і стають чужорідними. Таким чином, імунітет забезпечує генетичний гомеостаз.

Органи імунної системи поділяються на центральні і периферійні. До центральних органів відносяться: кістковий мозок, тимус, фабрицієва сумка у птахів та її аналоги у ссавців, до периферійних – селезінка, лімфовузли, лімфоїдні скопичення, розміщені в різних органах.

Кістковий мозок – це гетерогенний орган, в якому знаходяться на різних стадіях розвитку елементи лімфоїдного, мієлоїдного, мегакаріоцитарного і моноцитарного рядів.

Вважають, що стовбурові клітини кісткового мозку є родоначальниками всіх клітин крові, в тому числі Т- та В-лімфоцитів.

Тимус – свою назву отримав через подібність до листка чебрецю. Роль тимусу в імуногенезі надзвичайно велика. Його називають диригентом імунної системи. Після утворення з кісткового мозку лімфоцити надходять у тимус і фабрицієву сумку (у ссавців до відповідних аналогів), де набувають властивостей клітинного (Т-залежні лімфоцити) чи гуморального (В-лімфоцити) імунітету.

Фабрицієва сумка. Вперше цей орган у курей був описаний наприкінці ХVIIст. італійським анатомомом Фабриціусом. Сумка Фабриціуса – центральний орган гуморального імунітету. Вага сумки у курей – 1,5-2,0г. при видаленні сумки Фабриціуса у птиці пригнічується імунологічна відповідь на більшість антигенів.

Селезінка – відноситься до периферійних (вторинних) органів імунної системи. Селезінка – місце знешкодження опсонізованих (оброблених антитілами опсонінами) клітин, як мікробних, так і власного організму.

Селезінка є джерелом основної маси імуноглобулінпродукуючих лімфоцитів (В-системи) і регуляторів імунологічних реакцій (Т-хелперів та Т-супресорів).

Лімфатичні вузли – представляють собою вмонтовані в систему лімфатичних судин фільтруючі станції лімфоретикулярної тканини. В регіональних лімфатичних вузлах через регіональні лімфатичні вузли протікає лімфа, від певних ділянок тіла проходять імунологічні реакції з антигенами, що заносяться по лімфатичним судинам та з кров’ю.

2.Види імунітету.

Розрізняють такі види імунітету:

-          природний;

-          штучний.

1)                       Природний імунітет – виробляється самим організмом без будь-яких зовнішніх впливів.

Розрізняють:

-          природжений  

-          набутий.      

Природжений імунітет – це сприйнятливий до інфекційних захворювань, що передалася у спадок дитині від матері (внутрішньоутробним шляхом або після народження з молоком матері).

Набутий імунітет – виробляється після перенесення інфекційних захворювань.

2)      Штучний імунітет – досягається введенням в організм вакцини і сироватки.

Розрізняють:

-          активний          

-          пасивний.      

Активний штучний імунітет – виникає, як результат введення в організм вакцин - препаратів до складу яких входять ослаблені чи вбиті збудники захворювань або їх токсини внаслідок чого  в організмі виробляються специфічні антитіла. Такий імунітет стійкий і зберігається довго.

Принцип створення лікувальних вакцин с способи введення їх у медичну практику були розроблені французьким ученим Л.Пастером.

Пасивний штучний імунітет – пов’язаний із введенням в організм сироватки.

Лікувальна сироватка – це препарат антитіл, що утворюється в крові тварин, яка раніше спеціально заражалась відповідним збудником.

Інколи сироватку отримують із крові тварин, яка перенесла інфекційне захворювання. Введена лікувальна сироватка допоможе організму боротися з інфекцією доки його власна імунна система не почне виробляти достатню кількість антитіл.

Це сприяє легшому перебігу захворювання і швидкому одужанню.

Пасивний імунітет нестійкий. Він зберігається 4-6 тижнів, після цього антитіла руйнуються і необхідне повторне введення імунної сироватки.

3.Антигени. Імуноглобуліни .

Речовини, не властиві організму і здатні в ньому викликати імунологічну реакцію, отримали назву антигенів. Антигенами можуть бути тільки крупні молекули. Морлекулярна маса таких молекул не повинна бути менше 10000 кисневих одиниць (дальтон).

Антигени поділяються на повноцінні і неповноцінні. Повноцінні (повні) антигени викликають утворення в організмі імунних глобулінів (антитіл) і реагують з утвореними імуноглобулінами як в організмі, так і в пробірці. До таких антигенів відносяться перед усім білки тваринного, рослинного, бактеріального походження.

Речовини, які не викликають утворення імунних глобулінів в організмі, але здатні реагувати з ними в пробірці (in vitro) називаються неповноцінними антигенами, або гаптенами. Типові гаптени – це ліпіди, полісахариди, нуклеїнові кислоти.

Імуноглобуліни (термін «антитіла» використовується рідше) утворюються в організмі під впливом антигену і мають властивості специфічно з ними зв’язуватись. Імуноглобуліни відносяться до глобулінової фракції білків сироватки крові, а від загальних глобулінів, їх відрізняє імунологічна активність.

Імуноглобуліни неоднорідні. Відомо 2 їх класи, які позначаються великими літерами англійського алфавіту, але мають грецькі назви. Це наступні імуноглобуліни: Ig G (γ-гама), Ig M (м-мю), Ig A (ά-альфа), Ig Д (д-дельта), Ig E (є-епсілон).

Молекулярна маса імуноглобулінів коливається від 150000 до 900000.

4.Клітини імунної системи.

Безпосередня реалізація імунних реакцій здійснюється з участю трьох видів клітин: Т і В-лімфоцитів і макрофагів.

Макрофаги – самі древні клітини імунної системи. Вони приймають участь як в неспецифічному (фагоцитоз), так і в специфічному імунітеті (участь в імунній відповіді).

До макрофанів відносяться так звані мононуклеари – моноцити крові і фіксовані клітини сполучної тканини. Місцем утворення макрофагів є кістковий мозок. Макрофаги синтезують такі важливі фактори гуморального імунітету, як лізоцим, комплемент, інтерферон. Таким чином, макрофаги забезпечують явище фагоцитозу, вони першими «зустрічають» антиген і після взаємодії з ним передають інфрормацію Т-лімфоцитам, що є першою стадією імунної відповіді – специфічного імунітету.

Лімфоцити – утворюються в кістковому мозку в результаті виходу так званої материнської багатопрофільної клітини (стовбурової), яка дає початок всім клітинам крові. Попередники лімфоцитів називаються лімфобластами. Одна частина лімфоцитів після утворення  в кістковому мозку потрапляє у тимус і зветься Т-лімфоцитами або тимоцитами.

В-лімфоцити – після утворення в кістковому мозку їх частина надходить у фабрицієву сумку у птахів (у ссавців її аналогом є кістковий мозок і групові лімфатичні фолікули кишечника), де вони набувають здатності до участі в гуморальному імунітеті, тобто виробляти імуноглобуліни.

4. Фактори природної резистентності.

 В процесі еволюції вищі тварини виробили цілий ряд захисних зовнішніх бар’єрів і внутрішніх факторів резистентності, які достатньо надійно захищають організм від дії хвороботворних факторів навколишнього середовища, забезпечуючи зберігання гомеостазу

Шкіряно-слизові бар’єри першими зустрічають дію хвороботворних організмів, для яких вона є як механічною, так і біологічною перешкодою. Здорова чиста шкіра і слизові оболонкт впливають згубно на значну кількість мікророганізмів

Лімфатичний бар’єр.

Якщо мікророганізми подолали шкіряно-слизовий бар’єр, вони проникають у тканини і зустрічають на своєму шляху новий бар’єр – лімфатичний. Мікроби надходять у лімфатичні капіляри і далі по лімфатичних судинах потрапляють у регіональний лімфатичний вузол (що збирає лімфу з певної ділянки тіла). Це важливий фільтр, який затримує бактерії, тканинні клітини і інші нерозчинні частки.

Кров’яний бар’єр.

Свіжа кров має бактеріостатичні, а також бактерицидні властивості, тобто пригнічує ріст і розмноження мікрорганізмів і вбиває їх. Бар’єрна функція крові обумовлена неспецифічними клітинними і гуморальними факторами природної резистентності.

До клітинних факторів відноситься - фагоцитоз,

до гуморальних – лізоцим, комплемент, пропердин, імуноглобуліни.

Фагоцити крові мають три властивості:

-хіміотаксичну властивість;

-амебовидну рухомість;

-здатність захоплювати і перетравлювати чужорідний матеріал.

Стадії фагоцитозу:

-хемотаксис – рух фагоцита до об’єкта;

-прилипання (атракція) мікроба або іншої частинки до поверхні мембрани фагоцита

-поглинання мікрорганізму і інших обєктів;

-злиття фагосоми з лізосомами фагоцита;

-перетравлення і руйнування об’єкта лізосомальними ферментами: протеазою, ліпазою, естеразою, оксідазою і ін.

Лізоцим – міститься в крові і в інших рідинах організму. Це фермент мурамідаза, який руйнує глюкозидний зв’язок аміноцукрів. Лізоцим викликає лізис ряду мікрорганізмів.

Комплемент – складова частина свіжої сироватки крові, а також лімфи і тканинних рідин. Комплемент представляє собою комплекс сироваточних білків В-глобулінової фракції, бере участь у фагоцитозі, цитолізі клітини, прискорює хемотаксис та ін.

Пропердин належить до в – глобулінів і утворюється лімфоїдній тканині.

Імуноглобуліни. В сироватці крові здорових дорослих тварин, які не контактували із специфічними інфекціями, завжди присутня певна кількість імуноглобулінів усіх п’яти класів, їм належить велика роль, як фактору природної резистентності. Відомо, що у новонароджених тварин імуноглобуліни в крові відсутні і потрапляють до них з молозивом матері (колостральний імунітет). Рівень сироваточних імуноглобулінів відображає функціональний стан В-системи імунітету. Утворення неспецифічних імуноглобулінів відбувається за рахунок постійної спонтанної (випадкової) стимуляції В-системи різноманітними мікроорганізмами, які знаходяться у зовнішньому середовищі і потрапляють в організм з харчовими алергенами та іншими факторами.

 

 

 

2. Інфекція та інфекційний процес

Вперше термін “інфекція” (від лат. Infectio – заражаю, зараження) почали застосовувати у відношенні венеричних хвороб, пізніше він був поширений і на інші захворювання. Частіше всього поняття “інфекція” використовують для позначення інфекційної хвороби або її збудника. Проте інфекційне захворювання – це найбільш виражена, але не єдина форма інфекції. Існують скриті форми інфекції, коли типове захворювання не розвивається. З’явилося також поняття “інфекційний процесс”, яке дуже часто ототожнюється з “інфекцією”.

Інфекція, згідно з сучасними уявленнями, – не просто захворювання, викликане певним мікроорганізмом, а й складний процес взаємодії мікро- і макроорганізмів, який протікає у певних умовах зовнішнього середовища. Інфекція може бути спричинена пріонами (інфекційними білками), вірусами, бактеріями, грибами, найпростішими, гельмінтами. У відношенні найпростіших та гельмінтів використовують ще термін “інвазії”.

Інфекційний процес – це сукупність фізіологічних і патологічних механізмів, що виникають при вторгненні в організм патогенних мікроорганізмів.

Незважаючи на принципову подібність наведених понять, вони мають певні відтінки, а саме: термін “інфекція” більше характеризує збудника, а “інфекційний процес” – ті явища, що відбуваються в організмі хазяїна, як з боку самого інфекційного агента, так і з боку макроорганізма. Інфекційний процес супроводжується проникненням збудника в організм, адгезією, колонізацією, виділенням токсинів та інших факторів патогенності, впливом на метаболізм хазяїна, а також реакціями з боку ураженого організма – вмиканням механізмів неспецифічного та специфічного (імунного) захисту, що завершується або повною елімінацією (ліквідацією) збудника, або обмеженням його численності та агресивності і переходом інфекції у стадію хронізації. Розвиток, перебіг та характер завершення інфекції залежить від властивостей обох учасників інфекційного процесу, а також від умов навколишнього середовища. В останні роки у зв’язку з розвитком молекулярної генетики та імуногенетики встановлено, що можливість виникнення інфекції у значній мірі залежить від особливостей генотипів мікроба та хазяїна.

Фактори патогенності

Для кожного певного збудника інфекції характерний свій особливий набір факторів патогенності, що перш за все обумовлено видовими особливостями. В останні роки виявлена можливість горизонтального переносу цілих кластерів генів патогенності від одного збудника до другого завдяки рекомбінативним процесам – кон’югації, трансформації, трансдукції, транспозиції. Такі групи генів отримали назву “острови патогенності”. Окрім генів, кодуючих фактори патогенності (адгезини, інтегрини, токсини тощо), вони містять також гени, відповідні за стійкість до антибіотиків, та деякі інші. Острови патогенності можуть переноситись не тільки між представниками одного виду, але й між різними видами у межах роду і навіть родини. Це в деякій мірі пояснює виявлення у мікроорганізмів різних систематичних груп факторів патогенності близьких за структурою та властивостями.

У більшості хвороботворних бактерій можна виділити декілька груп факторів патогенності, які найбільш розповсюджені. Це заразливість, інвазивність, токсигенність і антигенність.

І. Заразливість (контагіозність, інфекційність) – це здатність збудника спричиняти інфекційний процес в якомога більшої кількості людей чи тварин. Заразливість залежить від таких факторів, як видова схильність хазяїна, тропізм, вхідні ворота інфекції, адгезія і колонізація.

Видова схильність хазяїна. Перш за все заразливість залежить від такого фактора, як видова схильность хазяїна. Так, гемолітичною анемією коней хворіють непарнокопитні, курячою холерою – птахи, венесуельською лихоманкою – усі тварини, крім приматів і людини, сифілісом – тільки примати і людина. Існування вузького кола хазяїв досить відносно, особливо у вірусів. Відомі віруси з широким колом хазяєв (вірус австралійської Х-лихоманки, вірус атипової пневмонії, вірус курячого грипу тощо). Майже не мають видових обмежень бактерії, що є збудниками гнійних інфекцій, гриби, які викликають мікози у тварин і людей.

ІІ. Інвазивність – це здатність мікроорганізмів у природних умовах проникати крізь шкірні покриви, слизисті оболонки, а також усередину клітин, органів і тканин, що і забезпечує поширення інфекції.

До факторів інвазії відносять такі: утворення капсули та інших агресинів, пенетрація (проникнення усередину клітин), а також синтез ферментів інвазії.

Агресини – це фактори вірулентності, які здатні пригнічувати механізми неспецифічної та специфічної (імунної) резистентності організму хазяїна. До агресинів можна віднести капсулу і деякі поверхневі структури мікроорганізмів (ліпополісахариди грамнегативних бактерій, протеїн А стафілококів, білок М піогенних стрептококів, ліпідний корд фактор мікобактерій та ін.).

Капсула. Деякі мікроорганізми завдяки утворенню капсули (полісахаридної чи поліпептидної природи) уникають фагоцитування. Крім того, капсула екранує поверхневі клітинні антигени і, тим самим, блокує вироблення антитіл проти них. Так, безкапсульний пневмокок не здатний викликати захворювання. Частина клітин елімінується імунною системою, частина проходить крізь організм транзитом. Вірулентність Bacillus anthracis – збудника сибірки також пов'язана зі здатністю утворювати капсулу, але особливої поліпептидної природи, що ускладнює розпізнавання збудника сибірки імунною системою.

Пенетрація – це проникнення патогенних мікроорганізмів усередину клітин хазяїна. В епітеліальні клітини здатні проникати шигели. Їх взаємодія з поверхнею клітин приводить до зміни конформації цитоскелету і самої мембрани. Завдяки цьому забезпечується поглинання бактерій подібно ендоцитозу. Шигели не тільки проникають в епітеліоцити, але й розмножуються там. Це приводить до руйнування клітин епітелія і виникнення патологічного процеса.

Дуже часто спостерігється пенетрація збудників у макрофаги і лімфоцити. Оскільки ці клітини здатні до рециркуляції у крові, вони можуть сприяти переносу збудника у все нові тканини та органи. Це характерно для мікоплазм, мікобактерій, токсоплазм, багатьох вірусів тощо. Здатність мікробів розмножуватись усередині клітин хазяїна може бути обумовленами різними причинами, а саме, наявністю міцної капсули, стійкістю до лізосомальних ферментів та інших захисних білків, здатністю до анаеробіоза тощо. Не виключена можливість проникнення збудників із клітини у клітину по плазмодесмах без вихода у міжклітинний простір.

Ферменти інвазії. У мікроорганізмів виявлено багато позаклітинних ферментів, які відіграють важливу роль у проникненні збудника крізь захисні бар’єри в організм хазяїна. Ферменти інвазії можуть спричиняти різну дію на організм хазяїна, а саме, викликати руйнування клітин, тканин, утворювати токсичні продукти шляхом модифікції метаболітів хазяїна тощо. Далі надана характеристика основних ферментів інвазії.

Гіалуронідаза – за механізмом дії відноситься до глікозидаз, розщеплює глікозидний зв’язок між глюкозаміном і глюкуроновою кислотою в полімерній молекулі гіалуронової кислоти. Гіалуронова кислота входить до складу сполучної тканини і є основним захисним бар’єром. Відомо, що сполучна тканина на 50% складається з гіалуронової кислоти. Мікробні гіалуронідази спричиняють деполімерізацію гіалуронової кислоти, знижують її в'язкість і зменшують бар'єрні властивості сполучної тканини, сприяючи поширенню інфекції. При введенні гіалуронідази морським свинкам виникає серозно-ексудативне запалення, набряк, порушення судинної проникності, розшарування волокон ахилового сухожилля і вимивання кислих мукополісахаридів із сполучної тканини. Гіалуронідаза утворюється у стафілококів, стрептококів, дифтерійної палички, пневмококів, збудника гангрени, стрептоміцетів та інших мікроорганізмів.

Нейрамінідаза – є глікозидазою, відщеплює сіалову (нейрамінову) кислоту від глікопротеїнів на поверхні клітин ссавців. Це викликає спадання електричного потенціалу клітин, порушення функцій мембран та їх руйнування аж до лізису клітин. Нейрамінідаза викликає гемоліз еритроцитів, лізис інших клітин крові, знижує в’язкість муцинів слини, чим сприяє проникненню інфекції через слизові оболонки верхніх дихальних шляхів, шлунково-кишкового тракту, сечо-статевих шляхів. За допомогою нейрамінідази збудники можуть не тільки проникати крізь слизові оболонки, але й поширюватись у міжклітинному просторі і навіть проникати усередину клітин (пенетрація). Нейрамінідази виявляються у вірусів (грипу, парагрипу та ін.), дифтерійної палички, стрептококів групи А, холерного вібріона, мікоплазм.

Фібринолізини – різноманітна група протеолітичних ферментів. Вони викликають руйнування фібринових згустків, які утворилися в процесі запалення, і тим самим, сприяють поширенню інфекції у крові. Найбільш вивченим мікробним фібринолізином є стрептокіназа Streptococcus pyogenes. Вона гідролізує плазміноген (профібринолізин) з утворенням плазміна (фібринолізина). Фібринолізини виробляються також стафілококами, збудниками чуми, холери, дифтерії та іншими мікроорганізмами. З мікробних фібринолізинів виготовляють препарати (стрептокіназа та ін.), які використовуються в медицині для профілактики тромбозів, інсультів, інфаркту міокарда.

Гемолізини – різноманітні за властивостями і механізмом дії ферменти. Вони можуть руйнувати строму еритроцитів, викликати їх лізис, гідроліз внутрішньоклітинних білків і вихід гемоглобіну з клітин, що виявляється як реакція “лакової крові” (β-гемоліз) або зеленкуватий гемоліз (α-гемоліз). Серед гемолізинів найбільш вивчені лецитіназа клостридій, О- і S-стрептолізини стрептококу, гемолізини кишкової палички, стафілококів. У останніх виявлені чотири типи гемолізинів – α-, β-, γ- і δ-гемолізини. Здатність утворювати гемолізини у бактерій, як правило, обумовлена наявністю плазмід. Деякі вчені відносять гемолізини і фібринолізини бактерій до токсинів.

Лейкоцидини – ферменти, які вибірково діють на лейкоцити, руйнуючи їх. За рядом ознак лейкоцидини можуть бути віднесені до токсинів. Зустрічаються у патогенних стафілококів і стрептококів. За антигенними властивостями вони відрізняються від гемолізинів.

Колагенази – протеолітичні ферменти патогенних бактерій, які розщеплюють колагенові волокна. Це супроводжується руйнуванням м’язової тканини і проникненням мікробів усередину тканин. Дуже активна колагеназа виявлена уClostridium perfringens. Вона викликає некротизацію тканин по ходу проникнення збудника і швидке поширення гангрени.

Плазмокоагулази – ферменти, що коагулюють білки плазми крові з утворенням згустків, тим самим блокуючи міграцію антитіл і фагоцитів до місця запалення. Найбільш вивчений цей фермент у Staphylococcus aureus. Плазмокоагулаза є головним фактором патогенності стафілокока, оскільки захищає мікроб від фагоцитоза. Вона перетворює протромбін у тромбін, що, у свою чергу, веде до згортання фібрина. Згустки фібрина з’являються не тільки у крові, але й відкладаються на поверхні мікробних клітин, утворючи своєрідну захисну плівку. Це утруднює розпізнавання мікробів лімфоцитами та блокує їх фагоцитоз і лізис.

Еластази – ферменти з протеолітичною активністю, які гідролізують пептидні зв’язки в еластині та інших білках – фібрині, гемоглобіні, казеїні, імуноглобулінах, білках системи комплементу. Еластази виявлені у Pseudomonas aeruginosa та у деяких інших мікробів.

Протеїнази – неспецифічні фактори агресії. Уражують різні клітини крові та тканин, можуть проявляти невелику гемолітичну та лейкоцидну активність. У деяких мікроорганізмів (Neisseria sp., Streptococcus sanguis) протеїнази можуть розщепляти секреторні IgA, у інших бактерій вони запобігають опсонізації та фагоцитозу.

Кератинази – уражають кістки, волося, ороговілі частини стоп, вовну тварин. Ферменти з подібною активністю зустрічається у грибів-дерматофітів.

Ліпази – ферменти, які розщеплюють жири та фосфоліпіди. Вони полегшують адгезію і поширення мікробів у тканинах, руйнують сальні пробки і тим сприяють проникненню бактерій у волосяні фолікули. Ліпази, які підтримуюють прояви патогенності, знайдені у стафілококів.

ІІІ. Антигенність – здатність мікроорганізмів утворювати на поверхні клітини антигенні структури, які обумовлюють патогенні властивості мікроорганізма. Ці антигени, з одного боку, розпізнаються імунною системою як чужерідні, а з іншого боку, здатні пригнічувати дію факторів імунної системи, наприклад, протидіяти фагоцитозу, блокувати комплемент і, тим самим, процеси лізису бактерій, зв'язувати антитіла з утворенням імунних комплексів, блокувати реакцію опсонізації та інше. Однак не всі автори включають антигенність до групи факторів патогенності.

З проявом вірулентності у мікроорганізмів пов'язані К-антигени (капсульні), О-антигени – соматичні (переважно ліпополісахариди у грамнегативних бактерій), Н-антигени (джгутикові). Специфічним антигеном, що обумовлює вірулентність у сальмонел і дизентерієподібних кишкових паличок, є Vi-антиген; у Yersіnia pestis – W- і V-антигени; у Mycobacterium tuberculosis – ліпідний корд-фактор; у стрептококів – М-протеїн; у стафілококів – білок А; у вірусу грипа – гемаглютинін і нейрамінідаза.

ІV. Токсигенність. Вірулентність багатьох мікроорганізмів у значній мірі пов’язана з наявністю у них речовин - токсинів, які є отруйними для організму хазяїна. З 1888 р., коли Е. Ру та А. Ієрсен відкрили дифтерійний токсин, мікробні токсини більшістю вчених визнані основними факторами вірулентності патогенних мікроорганізмів. Токсини змінюють метаболізм хазяїна і справляють тим самим негативний вплив на макроорганізм.

Токсигенність (від грец. Toxicon – отрута) – це генетично детермінована здатність мікроорганізмів синтезувати токсини. Рівень токсигенності у різних штамів одного й того ж виду мікроорганізмів може суттєво розрізнятися. Він залежить, як від особливостей збудника, і перш за все, від рівня експресії генів токсиноутворення, так і від умов, які складаються в організмі хворого. Для позначення кількісного рівня токсигенності введене поняття токсичності. Токсичність – це безпосередня отруйність мікробних метаболітів. Для її визначення використовують ті ж показники, що і для виміру вірулентності, а саме – DLM, LD50 та інші.

В якості токсинів можуть виступати речовини різної хімічної природи – екстрацелюлярні білки, ферменти, глікопротеїни, ліпополісахариди, фрагменти пептидоглікану, тейхоєві кислоти, білки клітинної стінки (протеїн А стафілокока).

У бактерій в залежності від ступеня зв’язування з оболонками клітини розрізняють екзо-, мезо- та ендотоксини. Екзотоксини секретуються клітиною у зовнішнє середовище. Ендотоксини входять до складу клітинної стінки бактерій і вивільняються тільки після руйнування клітини. Деякі автори виділяють ще одну групу токсинів – мезотоксини. Вони зв’язані з клітинною стінкою, але частково можуть виділятися зовні.

Форми інфекції

Залежно від збудника інфекційної хвороби та імунного статусу макроорганізму інфекція буде розвиватися в різних формах. Існує декілька класифікацій форм інфекцій – залежно від кількості збудників, які викликають інфекцію, залежно від особливостей її розвитку та шляху зараження тощо. В цілому інфекції поділяють на дві основні групи: маніфестні інфекції, коли інфекційна хвороба перебігає з явно вираженими симптомами, і безсимптомні інфекції, які не виявляються, а мають характер носійства, латентної, абортивної або сплячої інфекції.

Далі описані різноманітні форми інфекції.

Типова інфекція, що характеризується звичайним для даного збудника перебігом інфекційного процесу. При цьому збудник проникає в організм, активно в ньому розмножується та викликає характерні для даної хвороби клінічні прояви.

Атипова форма інфекції має такі характерні риси: клінічні симптоми хвороби носять невиражений, атиповий характер. Це може бути пов’язане або зі слабкими патогенними властивостями збудника, або з високою природною резистентністю макроорганізму. Іноді атипова інфекція розвивається внаслідок антибактеріального лікування.

Вогнищева інфекція виникає локально, у певній ділянці і не розповсюджуеться по організму.

Генералізована інфекція звичайно розвивається при порушенні балансу між мікро- та макроорганізмом, збудник розповсюджується лімфатичними шляхами та кровоносними судинами. Це може призводити до бактеріємії, септицемії та сепсису.

Бактеріємія – це форма інфекції, для якої характерна присутність бактерій у крові. Бактеріємія може мати клітинні прояви, а може протікати безсимптомно. Виникає при проникненні мікроорганізмів у кров екзогенним шляхом або з вогнища інфекції. Бактеріємія частіше спостерігається у малюків та у людей похилого віку. Іноді при великих фізичних навантаженнях, стресах, дії екстремальних факторів розвивається безсимптомна бактеріємія. Це так звана “транзиторна” бактеріємія так у кровотоці практично здорових людей виявляються Staphylococcus epidermidis, Prevotella melaninogenica,Clostridium perfringens тощо.

Септицемія – характеризується певною клінічною картиною різного ступеня вираженості, схильністю до утворення вторинних осередків в органах і тканинах через активне розмноження мікроорганізмів у крові і їх дисимінації. Септицемія потребує проведення ефективної терапії. Бактеріємія і септицемія часто супроводжують інфекції, викликані різними збудниками. Одним з важких ускладнень септицемії є ендотоксиновий шок. Він розвивається при потраплянні у кров великої кількості ендотоксинів грамнегативних бактерій. Клінічна картина шоку включає такі симптоми: збліднення шкіряних покривів, периферійний ціаноз, гіпертермія, гіпотонія, тахікардія, тахіпное, порушення чутливості, олігурія або анурія.

Піємія – інфекція, при якій мікроорганізми розмножуються в органі не дифузно, як при бактеріємії, а окремими осередками, утворюючи в них скупчення мікробів і гній.

Латентна (інапарантна, безсимптомна) інфекція протікає приховано (латентно), без зовнішніх клітинних проявів. Збудник потрапляє в організм, розмножується в ньому, але не викликає відповідних імунних реакцій з боку макроорганізму. Латентна форма інфекції характерна для бруцельозу, поліомієліту, вірусних гепатитів та інших захворювань. Латентна інфекція може закінчитися одужанням та позбавленням макроорганізма від інфекційного агента.

Персистенція (від анг. persistence – постійність, продовженність, стійкість) – хронічна особлива каталітична інфекція, яка характеризується довгим перебуванням мікробів в організмі. Спочатку розвивається активна форма хвороби, але включення захисних імунних механізмів не призводить до повного позбавлення від збудників хвороби. Вони можуть зберігатися в оргнізмі у вигляді L-форм. До виникнення останніх можуть призводити і антибіотики, які порушують синтез клітинних стінок, при цьому хронічна форма хвороби може супроводжуватися рецидивами та загостреннями, тому що L-форми здатні відновлювати клітинну стінку і повертати свої патогенні властивості. Типовим прикладом такої інфекції є туберкульоз. Персистенція характерна і для багатьох вірусів (герпесу, грипу, краснухи, гепатитів В і С, арбовірусів тощо), а також для найпростіших (токсоплазм, малярійних плазмодіїв, трипаносом).

Мікробоносійство – це особлива форма персистенції, яка може виникати як після гострої, так і після латентної інфекції, якщо постінфекційний імунітет має слабку напруженість. Носійство можна розглядати як одну з форм імунологічної толерантності, тому носіїв лікують за допомогою імуностимулюючих препаратів. Носійство спостерігається при дизентерії, холері, черевному тифі і паратифах, дифтерії, менінгіті, скарлатині, амебіозі, поліомієліті тощо. Носії, будучи практично здоровими, є джерелом зараження для інших осіб, оскільки вони виділяють збудників в оточуюче середовище, заражають повітря, воду та харчові продукти. Носійство може спостерігатися до трьох місяців, а іноді й десятки років.

Повільна інфекція розвивається протягом року або ще більш тривалого часу. Збудник проникає в організм і деякий час знаходиться в ньому внутрішньоклітинно у латентному стані, а при сприятливих умовах починає розмножуватися. Хвороба розвивається повільно, але важкість її поступово посилюється і завершується інфекційний процес, як правило, летальним кінцем. Типовим прикладом повільної інфекції є СНІД. До цієї ж групи можна віднести захворювання, викликані онковірусами, полімієлітоподібними вірусами Коксакі, ЕСНО, пріонні хвороби.

Дрімотна інфекція може розвинутися після перенесеного захворювання або латентної інфекції. Під впливом екстремальних факторів, що знижують імунну резистентність організму, збудник, який деякий час знаходився у “дрімотному” стані, активується і провокує рецидив захворювання. Такі мікроби були названі “готовими до виходу” (від франц. “microbes de sortie”). Стосовно збудників, зосереджених в обмеженому вогнищі, використовують термін “фокальна інфекція”.

Реінфекція – повторне зараження тим же збудником, який викликав первинне захворювання. Реінфекція виникає в тому випадку, коли в результаті перенесення хвороби не виникає напруженого стійкого імунітету (при сифілісі, гонореї, хламідіозі, кандидомікозі тощо).

Рецидив – повернення симптомів того ж захворювання, яке виникає при формуванні нестерильного імунітету внаслідок зниженого імунного статусу організму. Рецидиви можливі при зворотному та черевному тифах та паратифах.

Вторинна інфекція виникає внаслідок послаблення імунітету на тлі первинного інфекційного захворювання. Може викликатися різними збудниками, в тому числі умовно-патогенними і непатогенними. Такі інфекції прийнято називати опортуністичними. Так, при СНІДі збудниками опортуністичних інфекцій можуть бути дріжджі, цвілеві гриби, найпростіші, деякі маловірулентні віруси.

Моноінфекція викликається одним збудником.

Мікст-інфекція характеризується виникненням одного інфекційного процесу, викликаного декількома мікробними агентами. Так, спостерігаються змішані інфекції на кір і скарлатину, кір і тубуркульоз.

TORCH-інфекція – це окремий випадок мікст-інфекції, для якої характерна асоціація збудників – токсоплазм, вірусів краснухи, цитомегаловірусів, вірусів простого герпесу та ін. Абревіатура TORCH як раз і складена з початкових літер назв збудників: toxoplasma, rubella, cytomegalovirus, herpes simplex virus.

Суперінфекція виникає при повторному зараженні тим самим збудником, який викликав захворювання ще до повного одужання.

Аутоінфекція викликається власною, як правило, умовно-патогенною мікрофлорою, при попаданні її в незвичайні екониші, наприклад при пораненнях, опіках, оперативному втручанні.

Динаміка інфекційного процесу

Після проникнення патогенного мікроорганізму через вхідні ворота у макроорганізм розпочинається складний процес взаємодії паразита з хазяїном. Залежно від виду мікроба, його вірулентності та протидії макроорганізму (з включенням механізмів імунного захисту) інфекційний процес має свою специфічну динаміку. Але, незважаючи на видові особливості збудника, в інфекційному процесі завжди можна визначити певну динаміку, яка включає такі етапи: інкубаційний, продромальний, період розвитку основних клінічних симптомів та реконвалесценція (період одужання).

Інкубаційний – це період від моменту зараження до появи первинних ознак захворювання. Тривалість його обумовлена часом, необхідним для проникнення мікроба крізь захисні бар’єри хазяїна, для адгезії збудника на специфічних рецепторах клітин, для адаптації та протидії захисним імунним факторам, а також для розмноження. У випадку інфекцій, патогенез яких визначається токсинемією, цей період необхідний ще й для накопичення токсинів. Інкубаційний період залежно від виду мікроба та його дози коливається в середньому від декількох днів до 1-2 тижнів, але є й винятки. Так, при грипі інкубаційний період сягає від 3-6 годин до 1-2 діб, а при сказі та лепрі – від 6 місяців до декількох років, при ВІЛ-інфекції він ще довший і може коливатися від 5 до 20 років.

Продромальний – це період передвісників захворювання, коли проявляються перші його симптоми: головний біль, підвищення температури, слабкість, нездужання, біль у м’язах та суглобах. Слід відзначити, що ці симптоми не є специфічними і характерні для багатьох захворювань. Термін продромального періоду варіює у межах 24 –48 годин, а іноді триває 4 –5 діб.

Період розвитку основних клінічних симптомів – це період розквіту захворювання, який має параболічний характер. У ньому додатково виділяють стадії: наростання симптомів (incrementum), розквіт хвороби (acme) та її згасання (decrementum). Порівняно з продромальним періодом цей етап інфекційного процесу має свою специфіку у прояві клінічних симптомів, завдяки чому навіть при візуальному обстеженні хворого за характерними ознаками (сип, склад крові, стан слизових оболонок, нервової системи, поява діареї тощо) можна поставити попередній діагноз. Поряд з цими проявами у хворих спостерігаються й загальні симптоми захворювання: лихоманка, інтоксикація, запалення, погіршення функцій всіх систем організму і, особливо, серцево-судинної, травної та видільної. У більшості випадків період розвитку основних клінічних симптомів продовжується протягом 3 –7 (іноді 10) діб. Тривалість його залежить від реактивності організму хворого та включення механізмів імунного захисту, зокрема пов’язаних з синтезом антитіл. Так, приблизно, на 5–6-ту добу від початку захворювання з’являються перші імуноглобуліни, а на 7-10-ту їх титри досягають максимуму. Це обумовлює перехід інфекційного процесу від стадії decrementum до періоду реконвалесценції.

Реконвалесценція – це період одужання, який супроводжується зниженням численності паразитів та їх елімінацією із організму. Це пов’язане з розвитком повноцінної імунної відповіді. Якщо макроорганізм повністю звільняється від збудника захворювання, то мова йде про стерильний імунітет. У цьому випадку хвороба закінчується швидко і, як правило, без патологічних наслідків. Але існує багато інфекцій, для яких характерна довга персистенція в організмі хазяїна, а іноді й довічне носійство, наприклад, вірусні гепатити В, С та інші, герпес, цитомегалія, хронічна дизентерія, сальмонельоз тощо. Наприклад, після перенесеного черевного тифу близько 80% одужавших протягом 1-2 тижнів і довше можуть бути активними бактеріоносіями. Імунітет, який формується в цих випадках, буде нестерильним, і згодом починає проявлятися руйнуюча дія неелімінованих мікроорганізмів. Так, після перенесеної дизентерії на слизовій оболонці товстої кишки з’являються виразкові утворення. Після ентеровірусної інфекції та персистенції віруса іноді виникають важкі ускладнення у вигляді паралічів м’язів та поліневриту. При носійстві вірусів гепатитів В і С з часом може розвитися цироз та біліарний рак печінки. Тривале носійство віруса Епштейна-Барр може призводити до розвитку лімфогранульоматозу та лейкемії. Період реконвалесценції може продовжуватися від 1-3 днів до декількох тижнів і навіть місяців. У цей період поступово відновлюються нормальні функції організму.

Джерела інфекції і шляхи зараження

Джерелами інфекції можуть бути різні середовища і предмети як живої, так і неживої природи. Найбільш часто патогенні та умовно-патогенні мікроорганізми проникають в організм людини із забрудненою водою та їжею. Але джерелами паразитів можуть бути хворі тварини, люди, носії та реконвалесценти, а також їх виділення, предмети побуту тощо. Залежно від джерел інфекції розрізняють такі форми хвороб: антропонозні, зоонозні, зооантропонозні та сапронозні.

Антропонозні (від грец. anthropos – людина, nosos – хвороба) – це хвороби, що уражують тільки людей і передаються від однієї особи до іншої. До цієї групи інфекцій належать холера, черевний тиф, дизентерія та інші.

Зоонозні (від грец. zoon – тварина, nosos – хвороба) – це захворювання, що виявляються тільки у тварин, наприклад, чума рогатої худоби, куряча холера, чума свиней, гемофілія коней тощо.

Зооантропонозні хвороби розвиваються як у тварин, так і у людей. До них належить велика кількість захворювань (близько 100) і найбільш розповсюджені серед них є туляремія, бруцельоз, лептоспіроз, чума, туберкульоз, сказ, ящур, сибірська виразка, токсоплазмоз, трипаносомоз та інші.

Сапронозні (від грец. sapros – гнилий, nosos – хвороба) – це хвороби, що викликаються вільноживучими мікробами (в основному бактеріями і грибами), розповсюдженими на поверхні грунту та гнилих залишках рослин. До цих інфекцій відносять легіонели, йєрсінії, деякі вібріони та морські мікроорганізми.

Наведена вище класифікація досить умовна. Особливо це стосується обмеження кола хазяїв збудника. Еволюція мікроорганізмів іде у напрямку поширення кола живих істот, які можуть бути уражені мікробами. Так, Chlamydia psittaci, яка була спочатку описана як збудник хвороби хвилястих папуг та інших птахів, зараз виявляється при важких бронхітах та пневмоніях у людей. На Україні був виділений надвірулентний штам К цього виду хламідій від жінки, померлої від пневмонії. За останні 30 років були описані нові інфекційні агенти з дуже широким колом хазяїв, наприклад, австралійська Х-лихоманка, збудник якої виявляється у комах, птахів, ссавців та людей; дуже швидко до різних ссавців адаптується ВІЛ (на нього хворіють люди, мавпи, кішки, а можливо собаки і свині). З’явився новий погляд на інфекції рослин та тварин. Так, з деяких злакових культур виділяють віруси, які мають дуже велику генетичну спорідненість з вірусами, здатними викликати захворювання у людей, особливо у країнах з тропічним кліматом.

Зараження людини патогенними мікроорганізмами найчастіше відбувається через поверхню тканин та органів, які сполучаються з навколишнім середовищем: через слизові оболонки носу, глотки, очей, дихальних, травних та видільних шляхів, а також через пошкоджену шкіру. Слід відзначити, що нормальна нетравмована шкіра є досить міцним барיєром для багатьох збудників хвороб. Однак навіть мікроскопічні травми, укуси комах, укол голкою, розчісування можуть стати причиною зараження. Найбільш часто відбувається ураження слизових оболонок. При цьому інфекція може розвиватися на поверхні епітеліальних клітин, в середині них та проникати далі крізь них усередину організму.

Для кожного збудника характерний свій переважний шлях зараження, який залежить від “вхідних воріт” інфекції. Це визначає, з якою швидкістю буде розвиватися інфекційний процес. Але поряд з найбільш переважним шляхом зараження можливі інші способи проникнення мікроба у макроорганізм. Найбільш розповсюдженими шляхами передачі інфекції є:

·         повітряно-краплинний або повітряно-пиловий – мікроорганізми потрапляють в організм хазяїна аерозольним способом;

·         фекально-оральний – збудники виділяються з випорожненнями та сечею хворих та можуть потрапляти аліментарним шляхом (через рот) при використані інфікованої їжі або води;

·         трансмісивний – це шлях передачі збудника черех укуси кровососних комах (іксодових, гамазових, червонотілкових кліщів, комарів, москитів тощо;

·         контактний – зараження відбувається шляхом прямого контакту з хворим чи носієм, а також непрямим контактом через забруднені предмети побуту;

·         статевий шлях передачі інфекції;

·         парентеральний шлях зараження, характерний для передачі інфекції через нестерильне медичне обладнання, ін’єкції, хірургічні операції, переливання крові тощо.

·         вертикальний шлях передачі спостерігається при зараженні плоду від матері через плаценту, а також під час пологів та відразу після них.