Текст книги "Медицинская микробиология: конспект лекций для вузов"

2. Клинические стадии инфекционного заболевания

В соответствии с этими особенностями любое инфекционное заболевание имеет определенные клинические стадии (периоды) своего течения, выраженные в той или иной степени:

• инкубационный период – период от момента проникновения инфекционного агента в организм человека до появления первых предвестников заболевания. Возбудитель в этот период обычно не выделяется в окружающую среду и больной не представляет эпидемиологической опасности для окружающих;

• продромальный период — проявление первых неспецифических симптомов заболевания, характерных для общей интоксикации макроорганизма продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, а также возможным действием бактериальных эндотоксинов, освобождающихся при гибели возбудителя также не выделяются в окружающую среду, хотя, например, при кори или коклюше больной в этот период уже эпидемиологически опасен для окружающих;

• период разгара заболевания – проявление специфических симптомов заболевания. При этом при наличии в этом периоде развития заболевания характерного симптомокомплекса клиницисты называют такое проявление заболевания манифестной инфекцией, а в тех случаях, когда заболевание в этот период протекает без выраженных симптомов, – бессимптомной инфекцией. Этот период развития инфекционного заболевания, как правило, сопровождается выделением возбудителя из организма, вследствие чего больной представляет эпидемиологическую опасность для окружающих;

• период исходов; в этот период может наступить:

– рецидив заболевания – возврат клинических проявлений болезни без повторного заражения, за счет оставшихся в организме возбудителей;

– суперинфекция — инфицирование макроорганизма тем же возбудителем до выздоровления. Однако, если это происходит после выздоровления, то это называется реинфекция, так как она возникает в результате нового заражения тем же возбудителем, как это часто бывает при гриппе, дизентерии, гонорее;

– бактерионосительство, или вернее, микробоносительство – носительство возбудителя какого-либо инфекционного заболевания без клинических проявлений;

– полное выздоровление (реконвалесценция) – в этот период возбудители также выделяются из организма человека в больших количествах, причем пути выделения зависят от локализации инфекционного процесса. Например, при респираторной инфекции – из носоглотки и ротовой полости со слюной и слизью; при кишечных инфекциях – с фекалиями и мочой, при гнойно-воспалительных заболеваниях – с гноем;

– летальный исход, при этом необходимо помнить, что трупы инфекционных больных подлежат обязательной дезинфекции, так как представляют собой определенную эпидемиологическую опасность из-за высокого содержания в них микробного агента.

В учении об инфекции существует также такое понятие, как персистентность (инфицированность) – микроорганизмы попадают в организм человека и могут существовать в нем, не проявляя себя достаточно долгое время, как это происходит, например, с вирусом герпеса, и очень часто с возбудителем туберкулеза и ВИЧ-инфекции.

Отличие бактерионосительства от персистенции состоит в том, что при носительстве человек выделяет возбудитель в окружающую среду и является опасным для окружающих, а при персистенции инфицированный человек в окружающую среду микроорганизм не выделяет, следовательно, не опасен для окружающих в эпидемиологическом отношении.

Кроме перечисленных терминов, существует еще такое понятие, как «инфекционный процесс». Это ответная реакция коллектива на проникновение и циркуляцию в нем микробного агента. Из определения понятия «инфекция» становятся очевидными и факторы, необходимые для ее возникновения и развития. Это микроорганизм-возбудитель, восприимчивый макроорганизм, внешняя среда, в которой они взаимодействуют.

Вопрос 21. Пути передачи инфекций

1. Входные ворота инфекции

Для возникновения и развития инфекционного заболевания большое значение имеют:

• инфицирующая доза – минимальное количество микробных клеток, способных вызвать инфекционное заболевание;

• входные ворота инфекции — ткани организма, через которые микроорганизм проникает в макроорганизм.

Входные ворота инфекции часто определяют локализацию возбудителя в организме человека, а также патогенетические и клинические особенности инфекционного заболевания. Для одних микроорганизмов существует строго определенные входные ворота (вирус кори, гриппа – верхние дыхательные пути, энтеробактерии – желудочно-кишечный тракт). Для других микроорганизмов входные ворота могут быть различны, и они вызывают разные по своим клиническим проявлениям заболевания. Например, стафилококки, стрептококки, протеи при попадании на слизистую верхних дыхательных путей вызывают бронхиты, пневмонии, а при попадании на слизистую оболочку уретры – гнойные уретриты.

Входные ворота инфекции могут определять клиническую форму заболевания, как это имеет место при сибирской язве:

• кожная,

• легочная,

• кишечная форма.

Соответственно вызываются при проникновении микроорганизмов в организм через кожу, слизистые оболочки верхних дыхательных путей или желудочно-кишечного тракта.

2. Пути передачи

С понятием «входные ворота инфекции» очень тесно связано понятие о путях передачи возбудителей инфекционных болезней. При этом один и тот же микроорганизм – возбудитель может попадать в макроорганизм различными путями, вызывая разные клинические формы заболевания – тот же возбудитель сибирской язвы, например.

С другой стороны, от пути передачи зависит, какую именно нозологическую форму заболевания может вызвать микроорганизм-возбудитель – например, при попадании воздушно-капельным путем стрептококки вызывают ангину, а контактно-бытовым – стрептодермию (гнойно-воспалительное заболевание кожных покровов).

Выделение того или иного пути передачи инфекционных заболеваний достаточно условно, но тем не менее среди них выделяют следующие:

• воздушно-капельный – он характерен для ветряной оспы, туберкулеза, коклюша, гриппа;

• фекально-оральный, в котором иногда выделяют водный – характерный, например, для холеры, и алиментарный – характерный, например, для дизентерии;

• трансмиссивный путь – связан с передачей возбудителя через укусы кровососущих насекомых (клещевой энцефалит, лошиный и вшивый сыпной тиф);

• контактно-бытовой, который, в свою очередь делится на:

– прямой контакт – (от источника к хозяину) – в том числе заболевания, передающиеся половым путем, включая ВИЧ-инфекцию;

– косвенный контакт — (через промежуточный объект) – это могут быть руки (при раневой инфекции, кишечных инфекциях) или различные предметы, в том числе и медицинского назначения (при гнойно-воспалительных заболеваниях и парентеральных гепатитах).

В последнее время, как отдельный, очень часто выделяется искусственный (артифициальный) путь распространения инфекционных заболеваний, связанный, в первую очередь, с врачебными манипуляциями. При этом он может моделировать как трансмиссивный (парентеральные и особенно внутривенные инъекции), так и контактно-бытовой путь передачи (различного рода лабораторные обследования с использованием приборов медицинского назначения – бронхоскопов, цистоскопов и т. д.).

В соответствии с преобладанием того или иного пути передачи – по эпидемиологическому принципу – все инфекционные болезни делятся на:

• кишечные;

• воздушно-капельные, или респираторные;

• трансмиссивные;

• инфекции кожных покровов.

Близка к этой классификации существующая клиническая классификация инфекционных заболеваний в зависимости от поражаемой системы органов. Выделяют:

• кишечные инфекции,

• респираторные инфекции,

• менингоэнцефалиты,

• гепатиты,

• инфекции мочеполовой сферы (урогенитальные),

• инфекции кожных покровов.

По биологической природе возбудителя все инфекционные заболевания делятся на:

• бактериальные инфекции;

• вирусные инфекции;

• грибковые инфекции;

• протозойные инфекции.

По числу возбудителей, вызывающих инфекционное заболевание, они делятся на:

• моноинфекции;

• смешанные (ассоциированные) – микст инфекции.

От последних надо отличать вторичную инфекцию, при которой к основной, первоначальной уже развившейся. Присоединяется другая, вызываемая новым возбудителем, хотя в некоторых случаях вторичная инфекция может по своей значимости для больного превышать, и значительно, первичную инфекцию.

По длительности течения инфекционные заболевания делятся на:

• острые;

• хронические.

По происхождению возбудителя инфекционные заболевания делятся на:

• экзогенные;

• эндогенные, включая аутоинфекцию.

Экзогенная инфекция – это инфекция, возбудителями которой являются микроорганизмы, поступающие из окружающей среды с пищей, водой, воздухом, почвой, выделениями больного человека или микробоносителя.

Эндогенная инфекция – инфекция, возбудителями которой являются микроорганизмы – представители собственной нормальной микрофлоры человека. Она часто возникает на фоне иммунодефицитного состояния человека.

Аутоинфекция – разновидность эндогенной инфекции, которая возникает в результате саморазмножения путем переноса возбудителя из одного биотопа в другой. Например, из полости рта или носа руками самого больного на раневую поверхность.

Вопрос 22. Классификация инфекций

1. Классификация в зависимости от резервуара возбудителя

Деление инфекций в зависимости от источника, т. е. резервуара возбудителя, достаточно условно, однако по этому признаку можно выделить несколько групп:

• сапронозные инфекции – заболевания, основным местом обитания и размножения возбудителей которых являются объекты окружающей среды, откуда и попадают в организм человека. К таким инфекциям можно отнести заболевания, вызванные легионеллами, синегнойной палочкой и другими;

• антропонозные инфекции – заболевания, при которых единственным источником возбудителя является человек. К ним относятся менингококковая инфекция, дизентерия, холера, дифтерия, сифилис, гепатит В, эпидемический сыпной тиф, эпидемический возвратный тиф и другие;

• зоонозные инфекции — заболевания, при которых единственным источником возбудителя являются животные. К ним относят туляремию, бруцеллез, бешенство;

• зооантропонозные инфекции – заболевания, при которых источником являются животное и больной человек (в том числе и трупы умерших). К ним относятся чума, сибирская язва, туберкулез, риккетсиозы.

2. Классификация по распространенности

По распространенности различают:

• эндемические заболевания (регистрируются на строго определенных территориях),

• эпидемические заболевания, распространенные на различных территориях.

При этом эндемии тесно связаны с ареалом (местом) обитания животных-хозяев и переносчиков. К ним можно отнести, например:

• эндемические риккетсиозы,

• клещевой возвратный тиф (боррелиоз),

• клещевые вирусные энцефалиты и другие.

Кроме того, для характеристики распространенности того или иного инфекционного заболевания (число заболевших на 100000 жителей) существуют такие понятия, как:

• «спорадическая заболеваемость» – когда регистрируются только единичные случаи заболевания,

• «групповые вспышки» – ограниченные небольшим числом заболевших,

• «эпидемия» – число заболевших измеряется несколькими сотнями или тысячами, т. е. может охватывать большое количество людей на большой территории (грипп, эпидемический вшивы сыпной тиф),

• «пандемии» – заболевание охватывает несколько стран и даже континентов. К наиболее широко известным относятся пандемии холеры, чумы, гриппа, которые сопровождают человечество на всем протяжении его истории.

По тяжести течения все инфекционные заболевания делят на:

• легкие;

• средней тяжести;

• тяжелые.

Степень тяжести инфекционного заболевания имеет прямую зависимость от вирулентности микроорганизма-возбудителя и обратную зависимость от силы защитных механизмов макроорганизма. Степень тяжести инфекционного заболевания также непосредственно связана с локализацией возбудителя в макроорганизме.

По этому критерию все инфекции делятся на:

• очаговые, при которых микроорганизмы локализуются в местном очаге и не распространяются по организму (например, ангина, фурункулез);

• генерализованные, при которых возбудитель распространяется по организму лимфогенным или гематогенным путем (например, сепсис).

Наиболее тяжелой формой генерализованной инфекции является сепсис, который характеризуется размножением возбудителя в крови, как правило, тяжелым течением заболевания, так как почти всегда развивается на фоне резкого угнетения основных механизмов защиты. Сепсис отличается от бактериемии, тем, что при бактериемии кровь выполняет только транспортную роль, а размножения в ней возбудителя, как при сепсисе, не происходит. При сепсисе, как правило, происходит возникновение вторичных очагов гнойного воспаления в органах. Это состояние часто называют септикопиемия.

При развитии генерализованной формы инфекции может наступить массовое поступление в кровь бактерий их токсинов и как следствие, нередко развивается токсико-септический или бактериальный шок, вызывающий летальный исход в довольно сжатые сроки.

Известно, что подавляющее большинство микроорганизмов не может вызвать инфекцию. По способности вызывать инфекцию микроорганизмы делят на 3 группы:

• сапрофиты – это те микроорганизмы, которые не способны вызывать инфекцию;

• патогенные микроорганизмы — это те микроорганизмы, которые всегда вызывают инфекцию;

• условно патогенные микроорганизмы — это те микроорганизмы, которые способны вызывать инфекцию, но только при определенных условиях, и, в первую очередь, при снижении антимикробной резистентности макроорганизма.

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы в отличие от сапрофитов обладают патогенностью, т. е. потенциальной, генетически обусловленной способностью проникать в макроорганизм, размножаться в нем и вызывать ответную реакцию организма. Патогенность – это видовой признак, т. е. признак, присущий всем бактериям данного вида. Это качественная характеристика, стойкий признак.

Вопрос 23. Вирулентность микроорганизмов

1. Понятие вирулентности

Для того, чтобы патогенный микроорганизм мог вызвать инфекционную болезнь он должен обладать еще одной характеристикой — вирулентностью – способностью не только проникать в макроорганизм, размножаться в нем, но и подавлять его защитные механизмы, следствием чего и является развитие инфекционной болезни. Вирулентность – признак не видовой, как патогенность, а штаммовый, т. е. присущ не всему виду, а конкретным штаммам. Вирулентность можно также определить как фенотипическое проявление патогенного генотипа микроорганизмов. Как количественный признак вирулентность, в отличие от качественного – патогенности, имеет единицы измерения. Она измеряется количеством, т. е. дозой микроорганизмов, вызывающих определенной биологический эффект. Это могут быть:

• DCL (dosis certae letalis) – это абсолютно летальная доза – минимальное количество возбудителя, которое вызывает гибель 100 % взятых в опыт лабораторных животных;

• DLM (dosis letalis minima) – это минимальная летальная доза – минимальное количество возбудителя, вызывающее гибель 95 % взятых в опыт лабораторных животных;

• LD₅₀ – это минимальное количество возбудителя, вызывающее гибель 50 % взятых в опыт лабораторных животных (используется для измерения вирулентности наиболее часто).

При этом всегда указывается вид лабораторного животного, на котором определялась данная доза, так как чувствительность разных видов лабораторных животных к тем или иным микроорганизмам различна. Обязательно указывается также и способ введения культуры микроорганизмов – внутрибрюшинно, внутримышечно, интраназально, внутривенно.

Вирулентность является лабильным признаком. Она может изменяться как в сторону повышения, так и снижения, как in vivo, так и in vitro. При максимальном снижении вирулентности патогенные микроорганизмы могут стать авирулентными, т. е. невирулентными, но вирулентные микроорганизмы – всегда патогенны.

2. Взаимодействие микроорганизмов с клетками макроорганизма

Вирулентность реализуется через ряд последовательных процессов взаимодействия микробных клеток с клетками и тканями макроорганизма:

• адгезивность – способность прикрепляться к клеткам;

• колонизационность – способность размножаться на их поверхности;

• инвазивность – способность проникать в клетки и подлежащие ткани и образование биологически активных продуктов, в том числе токсинов.

Адгезия микроорганизмов к рецепторам чувствительных клеток макроорганизма – это важнейший элемент их взаимодействия, так как если не произошло адгезии микроорганизмов, то обычно они и не размножаются, а выводятся из организма. Многие микроорганизмы в процессе эволюции приобрели особые морфологические и химические структуры, которые обеспечивают адгезию. К ним относятся ворсинки и адгезины – специфические структуры (белки и углеводы) на поверхности микробной клетки, соответствующие рецепторам клеток макроорганизма.

3. Ферменты агрессии и защиты

Для осуществления колонизации и инвазии многие бактерии выделяют ферменты агрессии и защиты:

• нуклеазы;

• протеазы, действие которых, в первую очередь, направлено на разрушение антител;

• лецитовителлаза – лецитиназа, разрушает клеточные мембраны;

• плазмокоагулаза — способствует образованию фибриновых барьеров;

• антифагин — липополисахарид, оказывающий токсическое действие на фагоциты;

• фибринолизин – протеолитический фермент, который растворяет сгустки фибрина;

• гиалуронидаза – фермент, гидролизующий гиалуроновую кислоту – основной компонент соединительной ткани;

• нейраминидаза — отщепляет от различных гликопротеидов, гликолипидов, полисахаридов сиаловую (нейраминовую) кислоту, повышая проницаемость различных тканей.

Три последних фермента облегчают распространение микроорганизмов в тканях организма.

Вопрос 24. Бактериальные токсины

1. Понятие о бактериальных токсинах

Кроме ферментов агрессии и защиты, микроорганизмы, размножаясь, могут вырабатывать биологически активные вещества, повреждающие клетки и ткани макроорганизма – токсины. Некоторые токсины, как например, дифтерийный, столбнячный, ботулинический, являются ведущими факторами развития соответствующих заболеваний. Действие других (гемолизины стафилококка, лейкоцидины) более ограничено. Силу токсинов, также как вирулентность самих возбудителей, измеряют DLM или LD₅₀.

По своим свойствам токсины делятся на 2 группы:

• Эндотоксины – это липополисахариды, они термостабильны, продуцируются, как правило, грамотрицательными бактериями, обладают общетоксическим действием, являются слабыми антигенами, не переходят в анатоксин.

• Экзотоксины – это белки, они термолабильны, продуцируются, как правило, грамположительными бактериями, обладают специфичностью действия, сильные антигены, при специальной обработке переходят в анатоксины. Наиболее значимыми для медицинской практики продуцентами экзотоксинов среди грамположительных бактерий являются возбудители:

– дифтерии,

– ботулизма,

– столбняка,

– газовой гангрены,

– некоторые виды стафилококков и стрептококков,

– среди грамотрицательных – холерный вибрион, некоторые виды псевдомонад, шигелл.

Экзотоксины в зависимости от прочности их соединения с микробной клеткой подразделяются на:

• полностью секретируемые (собственно экзотоксины) в окружающую среду,

• частично секретируемые,

• несекретируемые.

Последние освобождаются только в процессе разрушения бактериальных клеток, что делает их сходными по этому свойству с эндотоксинами.

2. Классификация токсинов по механизму действия

По механизму действия на клетки макроорганизма бактериальные токсины делятся на несколько типов, хотя это деление достаточно условно и некоторые токсины могут быть отнесены сразу к нескольким типам:

• 1-й тип – мембранотоксины – гемолизины, лейкоцидины;

• 2-й тип – функциональные блокаторы, или нейротоксины (тетаноспазмин, ботулинический токсин). Они блокируют передачу нервных импульсов в синапсах (в клетках спинного и головного мозга);

• 3-й тип – термостабильные и термолабильные энтеротоксины – они активизируют клеточную аденилатциклазу, что приводит к нарушению энтеросорбции и развитию диарейного синдрома. Такие токсины продуцируют холерный вибрион (холероген), энтеротоксигенные кишечные палочки;

• 4-й тип – цитотоксины – это токсины, блокирующие синтез белка субклеточном уровне. К ним относятся: энтеротоксин золотистых стафилококков, дерматонекротоксины стафилококков, палочек сибирской язвы, сине-зеленого гноя и возбудителя коклюша, а также антиэлонгаторы. Последние препятствуют элонгации (наращиванию) или транслокации, т. е. передвижению и-РНК вдоль рибосомы, и тем самым блокируют синтез белка. К антиэлонгаторам относят дифтерийный гистотоксин, токсин синегнойной палочки;

• 5-й тип – эксфолиатины, образуемые некоторыми штаммами золотистого стафилококка, и эритрогенины, продуцируемые пиогенным стрептококком группы А. Они влияют на процесс взаимодействия клеток между собой и с межклеточными веществами, и полностью определяют клиническую картину инфекции. В первом случае возникает пузырчатка новорожденных, во втором – скарлатина.

Многие бактерии образуют не один, а несколько белковых токсинов, которые обладают разным действием – нейротоксическим, цитотоксическим, гемолитическим, как, например, стафилококк, стрептококк. В то же время некоторые бактерии могут одновременно, образовывать как белковые экзотоксины, так и эндотоксины, например, кишечная палочка, холерный вибрион.