Основы микробиологии

Внутрибольничная (госпитальная, нозокомиальная) инфекция - это инфекция, заражение которой происходит в больничных учреждениях; наслаиваясь на основное заболевание, она утяжеляет клиническое течение болезни, затрудняет диагностику и лечение, ухудшает прогноз и исход заболевания, нередко приводят к смерти больного.

ВБИ могут вызываться более чем сотней видов УПМ. Чаще всего в их этиологии играют роль представители следующих родов: Staphylococcus, Streptococcus, Peptostreptococcus, Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter, Serratia, Proteus, Hafnia, Providencia, Pseudomonas, Haemophilus, Branhamella, Acinetobacter, Moraxella, Alcaligenes, Flavobacterium, Vibrio, Propionibacterium, Bacteroides, Fusobacterium, Bacillus, Mycobacterium, Eikenella, Mycoplasma, Actinomyces, Candida, Cryptococcus, Pneumocysta.

Для возникновения ВБИ необходимо наличие следующих звеньев инфекционного процесса:

источник инфекции (хозяин, пациент, медработник);

возбудитель (микроорганизм);

факторы передачи

восприимчивый организм

Источниками в большинстве случаев служат:

медицинский персонал;

носители скрытыми формами инфекции;

больные с острой, стёртой или хронической формой инфекционных заболеваний, включая раневую инфекцию;

Посетители стационаров очень редко бывают источниками ВБИ.

Факторами передачи чаще всего выступают пыль, вода, продукты питания, оборудование и медицинские инструменты.

Ведущими путями заражения в условиях ЛПУ являются контактно-бытовой, воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Также возможен парентеральный путь (характерно для гепатитов В, С, D и др. )

Механизмы передачи инфекции: аэрозольный, фекально-оральный, контактный, гемоконтактный

Основы эпидемиологии: сущность и определение понятий "эпидемический процесс", "эпидемия", "эпизоотия", "пандемия", "карантинная инфекция".

Эпидемический процесс -- непрерывное взаимодействие на видовом и популяционном уровнях неоднородных по эволюционно-сопряженным признакам отношения друг к другу возбудителя-паразита и организма человека в необходимых и достаточных социальных и природных условиях, проявляющееся манифестными и бессимптомными формами инфекции, распределяющимися среди населения по территории, времени и группам риска заражения и (или) заболевания.

Эпидемия - это широкое распространение инфекции в популяции с охватом больших территорий, характеризующееся массовостью заболеваний.

Пандемия - распространение инфекции практически на всю территорию земного шара с очень высоким процентом случаев заболеваний.

Эндемичные заболевания (с природной очаговостью) - это заболевания, для которых отмечены территориальные ареалы с повышенной заболеваемостью данной инфекцией.

Карантинные болезни - условное название группы инфекционных заболеваний, отличающихся высокой заразительностью (контагиозностью) и часто заканчивающихся смертью заболевшего.

Карантин - комплекс ограничительных медико-санитарных и административных мероприятий, направленных на предупреждение заноса и распространения карантинных инфекционных болезней.

Источники антропонозных и зоонозных инфекций. Факторы и пути передачи возбудителей инфекционных заболеваний. 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 существуют строго определенные входные ворота.

Вирус кори, гриппа - верхние дыхательные пути, энтеробактерии -В желудочно-кишечный тракт.

Для других микроорганизмов входные ворота могут быть различны, и они вызывают разные по своим клиническим проявлениям заболевания.

Стафилококки, стрептококки, протеи при попадании на слизистую верхних дыхательных путей вызывают бронхиты, пневмонии, а при попадании на слизистую оболочку уретры - гнойные уретриты.

С понятием "входные ворота инфекции" очень тесно связано понятие о путях передачи возбудителей инфекционных болезней.

Входные ворота инфекции могут определять клиническую форму заболевания -- один и тот же микроорганизм-возбудитель, попадая в макроорганизм различными путями, вызывает разные клинические формы заболевания, как это имеет место при сибирской язве:

* кожная форма -- вызывается при проникновении микроорганизмов в организм через кожу;

* легочная -- через слизистые оболочки верхних дыхательных путей;

* кишечная -- желудочно-кишечного тракта.

С другой стороны, от пути передачи зависит, какую именно нозологическую форму заболевания может вызвать микроорганизм-возбудитель:

* при попадании воздушно-капельным путем стрептококки вызывают ангину;

* контактно-бытовым -- стрептодермию (гнойно-воспалительное заболевание кожных покровов).

Выделение того или иного пути передачи инфекционных заболеваний достаточно условно, но существуют следующие:

* воздушно-капельный -- характерен для ветряной оспы, туберкулеза, коклюша, гриппа;

* фекально-оральный, в котором иногда выделяют: . водный -- характерный для холеры;

. алиментарный -- характерный для дизентерии;

* трансмиссивный путь -- связан с передачей возбудителя через укусы кровососущих насекомых (клещевой энцефалит, блошиный 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 медицинского назначения (при гнойно-воспалительных заболеваниях и парентеральных гепатитах);

* в последнее время отдельным считается искусственный (артифициальный) путь распространения инфекционных заболеваний, связанный в первую очередь с врачебными манипуляциями. Он может моделировать:

* трансмиссивный путь передачи -- парентеральные и особенно внутривенные инъекции;

* контактно-бытовой -- различного рода лабораторные обследования с использованием приборов медицинского назначения -- бронхоскопов, цистоскопов и т. д.

3. 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 клиническая классификация инфекционных заболеваний в зависимости от поражаемой системы органов.

Выделяют:

* кишечные инфекции;

* респираторные инфекции;

* менингоэнцефалиты;

* гепатиты;

* инфекции мочеполовой сферы (урогенитальные);

* инфекции кожных покровов.

Учение об инфекции. Определение и сущность понятий "инфекция", "инфекционный процесс", "смешанная инфекция", "вторичная инфекция", "аутоинфекция", "реинфекция", "суперинфекция", "рецидив", "бактерионосительство", "бактериемия", "токсинемия", "сепсис".

Инфекция - это совокупность биологических реакций, которыми макроорганизм отвечает на внедрение возбудителя. Диапазон проявлений инфекций может быть различным.

Крайними формами проявления инфекций являются:

1) бактерионосительство, персистенция, живая вакцинация;

2) инфекционная болезнь; имеются клинические проявления инфекции, эти реакции могут привести к летальному исходу.

Инфекционный процесс - ответная реакция коллектива популяции на внедрение и циркуляцию в ней микробных агентов.

Инфекционные болезни имеют ряд характерных особенностей, отличающих их от других болезней:

1) инфекционные болезни имеют своего возбудителя - микроорганизм;

2) инфекционные болезни контагиозны, т. е. способны передаваться от больного к здоровому;

3) инфекционные болезни оставляют после себя более или менее выраженную невосприимчивость или повышенную чувствительность к данному заболеванию;

4) для инфекционных болезней характерен ряд общих признаков: лихорадка, симптомы общей интоксикации, вялость, адинамия;

5) инфекционные болезни имеют четко выраженную стадийность, этапность.

СМЕШАННАЯ ИНФЕКЦИЯ - инфекция, возникающая вследствие внедрения в организм микробов двух или неск. видов, напр. туберкулёза [туберкулеза] и бруцеллёза [бруцеллеза]. Вторичная Инфекция- инфекция др. видом микроорганизма, к-рая развилась на фоне уже имеющегося инфекц. заболевания. Проявляется в ухудшении состояния б-ного и появлении необычных локализации и признаков поражения.

Аутоинфекция - (греч. autos сам + инфекция ; синоним: аутогенная инфекция, эндогенная инфекция) -- болезни, вызванные собственной условно-патогенной микробной флорой, которая приобретает болезнетворные свойства при неблагоприятных для организма условиях. Возбудителями А. являются различные микроорганизмы, входящие в состав микрофлоры кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, пищеварительного тракта, половых органов, конъюнктивы: стафилококки, стрептококки, пневмококки, кишечные палочки, протей, синегнойные палочки, клебсиеллы, некоторые грибки и др. Возникновение аутоинфекционных процессов связано с ослаблением защитных иммунобиологических свойств организма под влиянием таких факторов, как переутомление, переохлаждение, гиповитаминозы, инфекционные болезни, сахарный диабет, болезни крови, злокачественные опухоли, воздействие ионизирующего излучения, иммунодепрессивных препаратов

Реинфекция - (reinfectio; ре- + инфекция , син. инфекция повторная) -- повторное заражение переболевшего какой-либо инфекционной болезнью возбудителями той же болезни, приведшее к развитию инфекционного процесса.

Суперинфекция - повторное заражение новым инфекционным заболеванием в условиях незавершившегося инфекционного заболевания, вызванное другим микроорганизмом, обычно устойчивым к лекарственному веществу, которое применялось для лечения первичной инфекции. Возбудителем новой инфекции может быть один из тех микроорганизмов, которые в норме являются безвредными обитателями человеческого организма, но становятся патогенными при удалении других микроорганизмов в результате приема лекарственных веществ; или же он может являться устойчивой разновидностью возбудителя первичной инфекции.

Рецидив -- повторение, возврат клинических проявлений заболевания после их временного ослабления или исчезновения

Бактериемия - (bacteriaemia; бактерия + греч. haima кровь) -- наличие бактерий в циркулирующей крови; часто возникает при инфекционных болезнях в результате проникновения возбудителей в кровь через естественные барьеры макроорганизма. Бактериемия лучевая (b. radialis) -- неспецифическая Б. при радиационном поражении, обусловленная повышенной проницаемостью биологических барьеров и угнетением иммунологической резистентности организма. Бактериемия неспецифическая (b. nonspecifica) -- Б. за счет условно-патогенных микроорганизмов -- представителей нормальной микрофлоры кишечника, кожи и слизистых оболочек; возникает в случае ослабления резистентности организма, например при лейкозах, радиационных и ожоговых поражениях и т. п.

Сепсис - Тяжелое инфекционное заболевание организма, вызываемое разнообразными возбудителями и их токсинами. Характеризуется своеобразной реакцией организма с однотипной клинической картиной, несмотря на различие вызвавших его возбудителей.

Семпсис (др. -греч. у?шйт -- гниение) -- тяжёлое состояние, вызываемое попаданием в кровь и ткани возбудителей инфекции человека и животных, например, гноеродных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности -- токсинов. Характеризуется воспалительным процессом не в каком-либо отдельном органе, а во всем организме.

52. Патогенетические факторы микробов. Патогенетическая роль капсулообразования у бактерий, адгезивные свойства и значение их в вирулентности бактерий.

К основным факторам патогенности (вирулентности) относят способность микроорганизма к колонизации, их устойчивость к разным микробицидным факторам организма, свойства инвазивности и токсигенности, а также способность к длительному персистированию.

Размножению бактерий в первичном очаге инфицирования предшествует адгезия [от лат. ad-haesio, прикрепляться к чему-либо], то есть закрепление бактерий на поверхности клетки, что, собственно, и служит началом инфекционного процесса. Прикрепление к поверхности клеток (например, к эпителию слизистых оболочек) обеспечивают адгезины, или факторы колонизации -- различные микробные продукты -- молекулы адгезии (белки, ЛПС, липотейхоевые кислоты). Молекулы адгезии могут располагаться непосредственно на поверхности бактериальной клетки либо входить в состав микроворсинок или капсул. Взаимодействие инфекционного агента с эпителиальными клетками происходит в результате нескольких типов связей, различных по природе и специфичности. Выделяют связи, основанные на взаимодействии электростатических сил, обусловленные гидрофобными свойствами поверхности, лиганд-рецепторные взаимодействия.

Заряд. Бактериальные и эукариотические клетки заряжены отрицательно, но поверхностные микроворсинки грамотрицательных бактерий снижают заряд бактерий и уменьшают электростатические силы отталкивания.

Гидрофобность. Бескапсульные бактерии обладают высокой гидрофобностью, усиливающей адгезивность; гидрофобные участки обладают сродством к лигандам на поверхности эукариотических клеток, что и приводит к прочности связи.

Специфические взаимодействия. На поверхности бактерий имеются молекулы, способные к стереоспецифичному связыванию с комплементарными молекулами на мембранах эукариотических клеток (например, гемагглютинины или тейхоевые кислоты).

Другие механизмы колонизации. Некоторые бактерии способны «заранее подготавливать» место для дальнейшего размножения; например, нейраминидаза облегчает проникновение холерного вибриона через слой слизи и контакт с сиалосодержащими рецепторами эпителия кишечника. Микроорганизмы также способны сорбироваться на бактериях, уже колонизировавших поверхность слизистых оболочек, либо связывать белки (например, фибронектин), рецепторы к которому имеются на многих клетках макроорганизма. У капсулированных бактерий в прикреплении активно участвуют полисахариды капсулы.

Для успешной колонизации очага первичного инфицирования бактерии должны выдержать I действие многочисленных и разнообразных микробицидных факторов хозяина. Для защиты от них микроорганизмы активно используют ряд структур (например, капсулы) и синтезируемых I веществ (например, ферменты).

Капсула (или её менее выраженный аналог -- слизистый слой) ингибирует начальные этапы защитных реакций -- распознавание и поглощение.

Капсулы «экранируют» бактериальные структуры, активирующие систему комплемента, а также структуры, распознаваемые иммунокомпетентными клетками. Например, слой капсульного вещества защищает тейхоевые кислоты стафилококков от связывания опсонинами.

Гидрофильность капсул затрудняет их поглощение фагоцитами, а само капсульное вещество защищает бактерию от действия лизосомальных ферментов и токсичных оксидантов, выделяемых фагоцитирующими клетками.

Большое значение имеет лёгкая отделяемость капсул или слизистого слоя от поверхности бактерий. В частности, при поглощении капсулированных бактерий (например, синегнойной палочки), последние легко «снимают с себя» капсулы и избегают прямого контакта с фагоцитом.

Стадии патогенеза инфекционного заболевания. Способы распространения микробов в организме человека. Периоды инфекционного процесса: инкубационный, продромальный, клинических проявлений, реконвалесценции.

Инфекционный процесс -- это одна из наиболее динамичных форм взаимодействия между микробами и макроорганизмом, сложившаяся в ходе эволюции. Процесс протекает с постоянной сменой причинно-следственных взаимоотношений. Условно его можно разделить на несколько стадий.

Первая стадия --проникновение микробов в макроорганизм. Пусковым моментом инфекционного процесса является внедрение и адаптация микробов (от позднелат. adaptatio--приспособление) в месте входных ворот инфекции -- заражение (инфицирование), а также адгезия (прилипание) микробов к клеткам макроорганизма. Входные ворота -- это ткани и органы, через которые микробы попадают в организм. В большинстве случаев микробы проникают в макроорганизм через поврежденные кожные покровы и проницаемые для микробов неповрежденные слизистые оболочки.

Второй стадией является колонизация (от лат. поселение) -- горизонтальное заселение кожных покровов и слизистых оболочек в месте входных ворот инфекции. При инфекционном процессе распространение микробов происходит не только горизонтально, по поверхности клеток, но и в глубину клеток и тканей макроорганизма. Способность микробов проникать внутрь клеток макроорганизма называется пенетрацией. При этом происходит размножение микробов и образование новых поколений возбудителя при наличии благоприятных условий, а также высвобождение продуктов метаболизма микробов, их ферментов и токсинов и, кроме того, образование токсических продуктов распада клеток макроорганизма, которые оказывают местное или отдаленное повреждающее воздействие на ткани и органы.

Третья стадия -- диссеминация (от лат. disseminare-- рассеивать, распространять), т. е. распространение микробов за пределы первичного очага внедрения и колонизации микробов лимфо-гематогенным путем, бронхогенно или периневрально, по ходу нервных стволов, что ведет к генерализации инфекционного процесса (генерализация -- это переход от общего к частному, распространение по всему макроорганизму).

Четвертая стадия --мобилизация защитных факторов макроорганизма. В ответ на проникновение микробов и их болезнетворное воздействие макроорганизм мобилизует все присущие ему первоначально неспецифические, а затем специфические факторы защиты, действие которых направлено на нейтрализацию как самих микробов, так и их токсинов и на восстановление нарушенного гомеостаза в макроорганизме.

Пятая стадия --окончание и исходы инфекционного процесса. В большинстве случаев наступает санация макроорганизма (от англ. sanative-- целебный, оздоровляющий), т. е. полное освобождение макроорганизма от микроба и приобретение им нового качества -- формирование иммунитета. В ряде случаев инфекционный процесс заканчивается летальным исходом. В тех случаях, когда между микробом и макроорганизмом устанавливается равновесие, происходит формирование микробоносительства.

Периоды инфекционного процесса

Инкубационный период [от лат. incubatio, лежать, спать где-либо]. Обычно между проникновением инфекционного агента в организм и проявлением клинических признаков существует определённый для каждой болезни промежуток времени -- инкубационный период, характерный только для экзогенных инфекций. В этот период возбудитель размножается, происходит накопление как возбудителя, так и выделяемых им токсинов до определённой пороговой величины, за которой организм начинает отвечать клинически выраженными реакциями. Продолжительность инкубационного периода может варьировать от часов и суток до нескольких лет.

Продромальный период [от греч. prodromes, бегущий впереди, предшествующий). Как правило, первоначальные клинические проявления не несут каких-либо патогномоничных [от греч. pathos, болезнь, +gnomon, показатель, знак] для конкретной инфекции признаков. Обычны слабость, головная боль, чувство разбитости. Этот этап инфекционной болезни называется продромальный период, или «стадия предвестников». Его продолжительность не превышает 24-48 ч.

Период развития болезни. На этой фазе и проявляются черты индивидуальности болезни либо общие для многих инфекционных процессов признаки -- лихорадка, воспалительные изменения и др. В клинически выраженной фазе можно выделить стадии нарастания симптомов (stadiumincrementum), расцвета болезни (stadiumacme) и угасания проявлений (stadiumdecrementum).

Реконвалесценция [от лат. re-повторность действия, +convalescentia, выздоровление]. Период выздоровления, или реконвалесценции как конечный период инфекционной болезни может быть быстрым (кризис) или медленным (лизис), а также характеризоваться переходом в хроническое состояние. В благоприятных случаях клинические проявления обычно исчезают быстрее, чем наступает нормализация морфологических нарушений органов и тканей и полное удаление возбудителя из организма. Выздоровление может быть полным либо сопровождаться развитием осложнений (например, со стороны ЦНС, костно-мышечного аппарата или сердечно-сосудистой системы). Период окончательного удаления инфекционного агента может затягиваться и для некоторых инфекций (например, брюшного тифа) может исчисляться неделями.

Определение и сущность понятий "патогенность" и "вирулентность" микроба. Единицы измерения вирулентности.

Патогенность и вирулентность

Оба понятия близки, но не идентичны. Патогенность -- не абсолютная, а относительная величина, поэтому для определения степени патогенности возбудителя применяют термин «вирулентность».

Патогенность [от греч. pathos, болезнь, +genos, рождение]определяет специфичность патологических процессов, вызываемых конкретным возбудителем, что проявляется развитием соответствующего типа инфекционного заболевания (кишечного, дыхательного и т. д. ). Генотип патогена фенотипически проявляется его вирулентными и токсигенными свойствами. Так, условно-патогенные микроорганизмы способны вызывать заболевания лишь при значительных нарушениях функциональных свойств местных и общих защитных факторов. Характерными свойствами патогенных микроорганизмов являются специфичность (способность вызывать определённую инфекционную болезнь после проникновения в организм) и органотропность (способность предпочтительно поражать определённые органы или ткани).

Вирулентность [от лат. virulentus, ядовитый]отражает степень патогенности различных изолятов или штаммов конкретного патогенного вида.

Критерии вирулентности. К критериям, определяющим вирулентность микроорганизмов, относят инфекционность, способность к колонизации, инвазивность, токсигенность и способность к длительному персистированию. С известным допущением столь внушительный набор факторов, определяющих вирулентность, можно расценивать как «ответ» инфекционного агента на многообразие защитных механизмов организма хозяина.

Инфекционность -- собственно способность заражать макроорганизм.

Способность к колонизации -- свойство заселять очаги первичного инфицирования.

Инвазивность -- способность проникать в ткани, лежащие за пределами входных ворот инфекции, и размножаться в них.

Токсигенность -- способность образовывать ядовитые вещества, вызывающие болезнетворное действие.

Способность к персистированию -- свойство длительно циркулировать либо сохраняться в определённом очаге, что обусловлено способностью долгое время противодействовать влиянию защитных факторов макроорганизма.

Летальная доза. За единицу измерения вирулентности принята летальная доза(DLотлат. dosisletalis) наименьшее количество патогенных микроорганизмов или токсина, способное вызвать гибель определённого количества лабораторных животных. На практике примет ют несколько производных от величин DL.

DCL (dosiscerteletalis)-- количество микробов или токсина, вызывающее гибель 100% лабораторных животных.

LD50-- количество патогенных микроорганизмов, способное вызывать гибель 50% экспериментально заражённых лабораторных животных. Применяют также величины LD?0, LD75, LD90ит. д.

Инфицирующая доза (ID[от англ. infectiousdose]) -- минимальное количество патогенны микроорганизмов, способное вызвать развитие заболевания у определённого количества лабораторных животных. По аналогии с летальным эффектом определяют ID100, ID50и т. д.

Генетический контроль патогенности и вирулентности

Все вышеназванные факторы и параметры патогенности и вирулентности подвержены фентипическим и генотипическим изменениям. Причины таких изменений -- эффекты различных физических и химических факторов. В первую очередь патогенные свойства бактерий находятся под контролем хромосомных и плазмидных генов. Способность к образованию экзотоксинов детерминируют внехромосомные tox-гены конвертирующих бактериофагов и плазмид (например, синтез дифтерийного гистотоксина, ботулинического нейротоксина и др. ). Образование эндотоксинов кодируют хромосомные гены.

Генотипическое снижение вирулентности возможно при мутациях, рекомбинациях, утратевнехромосомных наследственных факторов (плазмид, транспозонов, вставочных (IS-) последовательностей).

Фенотипическое снижение вирулентности возможно при попадании возбудителяв неблагоприятные условия. Invitroоно возникает в результате неблагоприятного режима культивирования и состава питательной среды, воздействия селективных неблагоприятных факторов либо обработки популяции гомологичной антисывороткой. Invivo снижение вирулентности возникает вследствие селекции маловирулентных штаммов в гетерогенной популяции возбудителя под действием защитных факторов, антимикробных препаратов и др. Выжившая популяция приобретает устойчивость к этим воздействиям, но «платит» своими патогенными свойствами (например, за счёт утери плазмидных или хромосомных генов патогенности). Со времён Пастёра искусственное снижение вирулентности -- аттенуация [от лат. atteiuослаблять] -- положено в основу производства ряда вакцин.

Таким образом, патогенность- качественный признак болезнетворного микроба, а вирулентность -- количественное проявление патогенности.

Патогенетические факторы микробов. Виды и характеристика токсинов.

Кроме ферментов агрессии и защиты микроорганизмы, размножаясь, могут вырабатывать биологически активные вещества, повреждающие клетки и ткани макроорганизма. -- токсины. Некоторые токсины (дифтерийный, столбнячный, ботулиниче-цкнп) являются ведущими факторами развития соответствующих заболеваний. Действие других (гемолизины стафилококка, лейкоцидины) более ограничено.

Силу токсинов, как и вирулентность самих возбудителей, измеряют DLMили LD50.

По своим свойствам токсины делятся на 2 группы:

* эндотоксины -- липополисахариды; термостабильны, продуцируются, как правило, грамотрицательными бактериями, обладают общетоксическим действием, являются слабыми антигенами, не переходят в анатоксин;

* экзотоксины -- белки; термолабильны, продуцируются, как правило, грамположительными бактериями, обладают специфичностью действия, сильные антигены, при специальной обработке переходят в анатоксины.

Наиболее значимыми для медицинской практики продуцентами экзотоксинов являются возбудители:

* среди грамположительных бактерий -- 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. 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), -- блокируют передачу нервных импульсов в синапсах (в клетках спинного и головного мозга);

* 3-й тип -- термостабильные и термолабильные энтеротоксины -- 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 -- токсины, блокирующие синтез белка на субклеточном уровне (энтеротоксин золотистых стафилококков, дерматонекротоксины стафилококков, палочек сибирской язвы, сине-зеленого гноя и возбудителя коклюша); сюда же относят антиэлонгаторы -- препятствующие элонгации (наращиванию) или транслокации, т. е. передвижению и-РНК вдоль рибосомы, и тем самым блокирующие синтез белка (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: стафилококк, стрептококк.

В то же время некоторые бактерии могут одновременно образовывать как белковые экзотоксины, так и эндотоксины: кишечная палочка, холерный вибрион.

3. Все факторы патогенности по их функции принято подразделять на 4 группы:

* 1-я -- бактерии с эпителием соответствующих экологических ниш (биотопов);

* 2-я -- интерферирующие с клеточными и гуморальными защитными механизмами хозяина и обеспечивающие размножение возбудителя invivo;

* 3-я -- бактериальные модулины, индуцирующие синтез некоторых цитокинов и медиаторов воспаления, приводящих к иммуносупрессии;

* 4-я -- токсины и токсические продукты, оказывающие повреждающее действие, связанное, как правило, со специфическими патоморфологическими изменениями различных органов и тканей организма.

Патогенетические факторы микробов. Виды и характеристика бактериальных ферментов агрессии.

Для осуществления колонизаиии и инвазии многие бактерии выделяютферменты 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.

Патогенетические факторы микробов. Способы "экранирования" патогенных микробов в организме. Факторы персистенции микроорганизмов.

Второй тип характеризуется длительным пребыванием микроба в макроорганизме, или персистенцией (от лат. persistentia-- сохранение предыдущего состояния, упорство, постоянство). Персистенция говорит о неспособности общества и макроорганизма справиться с микробом и о способности последнего выжить в макроорганизме. Механизмы развития персистенции разнообразны. Важную роль играют:

образование морфологически измененных или дефектных форм микробов (L-форм бактерий, цист, дефектных вирусных частиц);

формирование лекарственной устойчивости, способность микробов к внутриклеточному паразитированию (возбудители малярии и лейшмании, вирусы, хламидии и т. д. );

блокирование апоптоза клеток хозяина;

наличие как врожденных, так и приобретенных иммунодефицитов, в том числе под действием микробов;

развитие иммунологической толерантности, а также аутоиммунных и аллергических реакций в макроорганизме и т. д.

Отличительном чертой персистенции является то, что она развивается на фоне приобретенного иммунитета, который оказывается неэффективным, а также то, что для ряда микробов она является патогенетической нормой (вирусы, риккетсии и хламидии, микобактерии, трепонемы, бруцеллы, возбудитель четырехдневной малярии).

Персистенция может проявляться в форме:

микробоносительства (бактерио-, паразите-, вирусо- или миконосительства), представляющего собой инфекционный процесс на субклиническом уровне, при котором микроб короткий или длительный промежуток времени, а в ряде случаев пожизненно сохраняется в макроорганизме, не вызывая клинических проявлений, и выделяется в окружающую среду. Микробоносительство сопровождается иммунологическими изменениями в макроорганизме. Морфологические и функциональные изменения в макроорганизме слабо выражены. Исключение составляет здоровое микробоносительство, при котором морфофункциональных и иммунологических изменений нет. Носительство может формироваться как в результате перенесенного заболевания (брюшной тиф, сальмонеллез, дифтерия), так и являться одной из стадий инфекционного процесса, предшествуя его генерализации (менингококковая инфекция);

латентной инфекции (син. дремлющая инфекция), являющейся своеобразной формой микробоносительства, при которой микроб длительно находится в макроорганизме, но не выделяется в окружающую среду. Как правило, латентная инфекция является закономерной стадией инфекционного процесса при заболеваниях, склонных к хроническому течению (бруцеллез, сифилис, герпетическая инфекция, токсоплазмоз);

хронической инфекции, которая длится свыше 6 месяцев и может протекать в виде непрерывной или рецидивирующей формы, характеризующейся сменой периодов ремиссий и обострений, при которых микробы выделяются в окружающую среду в течение многих месяцев и даже лет. К первично-хроническим заболеваниям относятся бруцеллез, туберкулез, лепра, малярия и сифилис.

В вирусологии в отдельную группу выделены медленные вирусные инфекции.

Учение об антигенах. Определение и сущность понятий "антиген", "антигенная детерминанта", "гаптен". Основные свойства антигенных молекул.

Аг -- вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, состояние иммунной толерантности, индуцирование иммунной памяти). Свойства Аг определяются комплексом признаков: иммуногенность, антигенность, специфичность, чужеродность.

Иммуногенность -- способность индуцировать иммунный ответ.

Антигенность -- способность Аг избирательно реагировать со специфичными к нему ATили Аг-распознающими рецепторами лимфоцитов.

С понятием «антигенность» связан другой термин «чужеродность»: без чужеродности нет антигенности применительно к конкретному организму. Например, альбумины мыши не проявляют антигенные свойства по отношению к другим мышам, но являются Аг для морской свинки.

Специфичность -- структурные особенности, отличающие один Аг от другого.

Способностью вызывать развитие иммунного ответа и определять его специфичность облада- ttфрагмент молекулы Аг -- антигенная детерминанта (эпитоп), избирательно реагирующая с Аг распознающими рецепторами и AT. Антигенные детерминанты располагаются в областях Аг, обращенных к его микроокружению. Эпитоп -- наименьшая распознаваемая единица Аг, молекула Аг может иметь несколько эпитопов, то есть быть поливалентной. Чем сложнее молекула Аг и чем больше у неё эпитопов, тем больше вероятность развития иммунного ответа. Структура многих антигенных детерминант известна. Например, в полипептидной последовательности эпитопом может быть фрагмент из 7-8 аминокислотных остатков; свойства антигенности и специфичности определяются также пространственной конфигурацией фрагмента.

Моноклональные AT специфически распознают только одну Аг-детерминанту и связываются с ней. Поликлональные AT, как правило, распознают несколько антигенных детерминант в составе Аг.

Валентность Аг. Белки содержат несколько Аг-детерминант. Количество молекул AT, связывающих все эпитопы, определяет валентность Аг (возрастает пропорционально увеличению молекулярной массы белковой молекулы).

Классификация Аг

Аг разделяют на иммуногёны, гаптёны и толерогёны.

Иммуногены

Большая часть Аг способна запускать иммунные реакции, выступая в последующем в качестве мишени, в отношении которой эти реакции реализуются. Иначе иммуногены известны как полные Аг. Часть Аг имеют малые размеры и простое строение, тогда как другие представляют крупные и сложные молекулы, содержат множество эпитопов, каждый из которых распознают различные рецепторы лимфоцитов и/или AT.

Гаптены

Гаптены [от греч. hapto, прикрепляться] обладают антигенностью (то есть взаимодействуют со специфическими AT), но не иммуногенны- (то есть не способны запускать иммунные реакции). Иначе гаптены известны как неполные Аг. Как правило, они имеют небольшую молекулярную массу и не распознаются иммунокомпетентными клетками. Гаптены могут быть простыми и сложными: простые гаптены взаимодействуют с ATв организме, но не способны реагировать с нимиinvitro сложные гаптены взаимодействуют с ATinvivoиinvitro. Гаптены могут стать иммуногенными при связывании с высокомолекулярным носителем, обладающим собственной иммуногенностью. Например, хром и никель, связываясь с белками кожи, способны вызвать аллергический контактный дерматит, развивающийся при повторных соприкосновениях кожи с хромированными или никелированными предметами. При этом антигенные детерминанты гаптена полностью маскируют аналогичные структуры носителя. Непреципитирующие гаптены взаимодействуют с AT, блокируют их, но не образуют видимых преципитатов. AT, связавшиеся с такими гаптенами, не реагируют с полными Аг, вызывающими образование AT. Преципитирующие гаптены образуют видимые преципитаты при взаимодействии со специфическими AT. Свойствами преципитирующих гаптенов обладают полисахариды энтеробактерий и пневмококков.

Полугаптены -- неорганические вещества (например, йод или хром), присоединение которых к молекуле белка меняет его иммуногенные свойства. Образующиеся ATспецифичны к йоду или хрому, то есть к детерминантам на поверхности полного Аг, но не к белку-носителю.

Проантигены -- гаптены, способные присоединяться к белкам организма и сенсибилизировать его как аутоантигены. Например, метаболиты грибов пенициллов или продукты распада пенициллинов могут связывать белки и вызывать развитие к ним иммунных реакций.

Адъюванты

Адъюванты [от лат. adjuvans, помогать] -- вещества, введение которых одновременно с Аг (или гаптеном) усиливает иммунный ответ. Другими словами, адъювант -- носитель, повышающий иммуногенность различных Аг и гаптенов. Распространённые адъюванты -- суспензии неорганических веществ, на которых адсорбируется Аг. Классический пример -- коллоидная суспензия из убитых туберкулёзных палочек, вазелина, ланолина, известная также как полный адъювант Фройнда.

Толерогены

Особую группу составляют Аг, способные подавлять иммунные реакции с развитием специфической неспособности отвечать на них. Это состояние известно как иммунная толерантность. Благодаря генетическому разнообразию индивидуумов, вещество-иммуноген для одного из них может быть толерогеном для другого. Действуя как иммуноген при парентеральном введении (например, внутримышечно), то же вещество может быть толерогеном при введении другим путём (например, пероральным).

Обозначение и локализация отдельных антигенов бактерий и вирусов. Видовая и типовая специфичность микробов.

Антигены бактерий

В структуре бактериальной клетки различают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены.

Жгутиковые, или Н-антигены, локализуются в локомоторном аппарате бактерий -- их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При нагревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.

Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС. О-антиген проявляет термостабильные свойства -- он не разрушается при длительном кипячении. Однако соматический антиген подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые нарушают его структуру.

Если проиммунизировать животное живыми бактериями, имеющими жгутики, то будут вырабатываться антитела, направленные одновременно против О- и Н-антигенов. Введение животному прокипяченной культуры стимулирует биосинтез антител к соматическому антигену. Культура бактерий, бработанная фенолом, вызовет образование антител к жгутиковым антигенам.

Капсульные, или К-антигены, располагаются на поверхности клеточной стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из полипептидных цепей. По чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, он не денатурирует даже при длительном кипячении. Тип В выдерживает непродолжительное нагревание (около 1 часа) до 60 °С. Тип L быстро разрушается при этой температуре. Поэтому частичное удаление К-антигена возможно путем длительного кипячения бактериальной культуры.

На поверхности возбудителя брюшного тифа и других энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью, можно обнаружить особый вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентности, или Vi-антигена. Обнаружение этого антигена или специфичных к нему антител имеет большое диагностическое значение.

Антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые другие белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду (например, туберкулин). При взаимодействии со специфическими антителами токсины, ферменты и другие биологически активные молекулы бактериального происхождения теряют свою активность. Столбнячный, дифтерийный и ботулинический токсины относятся к числу сильных полноценных антигенов, поэтому их используют для получения анатоксинов для вакцинации людей.

В антигенном составе некоторых бактерий выделяется группа антигенов с сильно выраженной иммуногенностью, чья биологическая активность играет ключевую роль в формировании патогенности возбудителя. Связывание таких антигенов специфическими антителами практически полностью инактивирует вирулентные свойства микроорганизма и обеспечивает иммунитет к нему. Описываемые антигены получили название протективных. Впервые протективный антиген был обнаружен в гнойном отделяемом карбункула, вызванного бациллой сибирской язвы. Это вещество является субъединицей белкового токсина, которая ответственна за активацию других, собственно вирулентных субъединиц -- так называемого отечного и летального факторов.

Антигены вирусов

В структуре вирусной частицы различают несколько групп антигенов: ядерные (или коровые), капсидные (или оболочечные) и суперкапсидные. На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые V-антигены -- гемагглютинин и фермент нейраминидаза. Антигены вирусов различаются по происхождению. Часть из них -- вирусоспецифические. Информация об их строении картирована в нуклеиновой кислоте вируса. Другие антигены вирусов являются компонентами клетки хозяина (углеводы, липиды), ] они захватываются во внешнюю оболочку вируса при его рождении путем почкования.

Антигенный состав вириона зависит от строения самой вирусной частицы. Антигенная специфичность простоорганизованных вирусов связана с рибо- и дезоксирибонуклеопротеинами. Эти вещества хорошо растворяются I в воде и поэтому обозначаются как S-антигены (от лат. solutio-- раствор). У сложноорга- низованных вирусов часть антигена связана с нуклеокапсидом, а другая -- локализуется во внешней оболочке -- суперкапсиде.

Антигены многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивости. Это связано с постоянным мутационным процессом, который претерпевает генетический аппарат вирусной частицы. Примером могут служить вирус гриппа, вирусы иммунодефицитов человека.

60. Учение об иммунитете. Определение и сущность понятия "иммунитет". Основные формы иммунного ответа.

Иммунитет - это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ - антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом.

Виды иммунного ответа

Иммунный ответ представляет собой реакцию организма на внедрение в него микробов или различных ядов. В целом, любое вещество, чья структура отличается от структуры тканей человека способно вызвать иммунный ответ. Исходя из механизмов, задействованных в его реализации, иммунный ответ может быть различным.

Во-первых, различаем специфический и неспецифический иммунный ответ.

Неспецифический иммунный ответ - это первый этап борьбы с инфекцией он запускается сразу же после попадания микроба в наш организм. В его реализации задействованы система комплимента, лизоцим, тканевые макрофаги. Неспецифический иммунный ответ практически одинаков для всех типов микробов и подразумевает первичное разрушение микроба и формирование очага воспаления. Воспалительная реакция это универсальный защитный процесс, который направлен на предотвращение распространения микроба. Неспецифический иммунитет определяет общую сопротивляемость организма. Люди с ослабленным иммунитетом чаще болеют различными заболеваниями.

Специфический иммунитет это вторая фаза защитной реакции организма. Основной характеристикой специфического иммунного ответа является распознавание микроба и выработка факторов защиты направленных специально против него. Процессы неспецифического и специфического иммунного ответа пересекаются и во многом дополняют друг друга. Во время неспецифического иммунного ответа часть микробов разрушается, а их части выставляются на поверхности клеток (например, макрофагов). Во второй фазе иммунного ответа клетки иммунной системы (лимфоциты) распознают части микробов, выставленные на мембране других клеток, и запускают специфический иммунный ответ как таковой.

Специфический иммунный ответ может быть двух типов: клеточный и гуморальный.

Клеточный иммунный ответ подразумевает формирование клона лимфоцитов (К-лимфоциты, цитотоксические лимфоциты), способных разрушать клетки мишени, мембраны которых содержат чужеродные материалы (например, вирусные белки).

Клеточный иммунитет задействован в ликвидации вирусной инфекции, а также таких типов бактериальных инфекций как туберкулез, проказа, риносклерома. Раковые клетки тоже разрушаются активированными лимфоцитами.

Гуморальный иммунный ответ опосредован В-лимфоцитами, которые после распознания микроба начинают активно синтезировать антитела по принципу один тип антигена - один тип антитела. На поверхности одного микроба может быть множество различных антигенов, поэтому обычно вырабатывается целая серия антител, каждое из которых при этом направлено на определенный антиген. Антитела (иммуноглобулины, Ig) - это молекулы белков, способные прилипать к определенной структуре микроорганизма, вызывая его разрушение или скорейшее выведение из организма. Теоретически возможно формирование антител против любого химического вещества, имеющего достаточно большую молекулярную массу. Существует несколько типов иммуноглобулинов, каждый из которых выполняет специфическую функцию. Иммуноглобулины типа А (IgA) синтезируются клетками иммунной системы и выводятся на поверхность кожи и слизистых оболочек. В больших количествах IgA содержатся во всех физиологических жидкостях (слюна, молоко, моча). Иммуноглобулины типа А обеспечивают местный иммунитет, препятствуя проникновению микробов через покровы тела и слизистые оболочки.

Факторы неспецифической антимикробной устойчивости макроорганизма.

1. Одним из определяющих факторов, участвующих в развитии инфекции и соответственно инфекционных заболеваний, является восприимчивый макроорганизм. Совокупность механизмов, определяющих невосприимчивость (устойчивость) организма к действию любого микробного агента, обозначается термином "противомикробная (антимикробная) резистентность". Это одно из проявлений общей физиологической реактивности макроорганизма, его реакции на своеобразный раздражитель -- микробный агент.

Противомикробная резистентность сугубо индивидуальна, ее уровень определяется генотипом организма, возрастом, условиями жизни и труда и т. д.

Повышению широкого комплекса факторов неспецифической защиты, в частности, способствуют ранее прикладывание к груди и грудное вскармливание.

По специфичности механизмы противомикробной зашиты делятся:

-на неспецифические -- первый уровень защиты от микробных агентов;

-специфические -- второй уровень защиты, обеспечиваемый иммунной системой. Реализуется следующим образом:

-через антитела -- гуморальный иммунитет; .

- через функцию клеток-эффекторов (Т-киллеров и макрофагов) -- клеточный иммунитет.

Первый и второй уровни защиты тесно связаны между собой через макрофаги.

Неспецифические и специфические механизмы противомикробной защиты могут быть тканевыми (связанными с клетками) и гуморальными.

2. Неспецифическая микробная резистентность -- это врожденное свойство макриорганизма, обеспечивается передаваемыми по наследству достаточно многочисленными механизмами, которые делятся на следующие типы:

- тканевые;

- гуморальные;

- выделительные (функциональные).

К тканевым механизмам неспецифической естественной противомикробной защиты относятся:

* барьерная функция кожи и слизистых оболочек;

* колонизационная резистентность, обеспечиваемая нормальной микрофлорой;

* воспаление и фагоцитоз (может также участвовать в специфической защите);

* барьерфиксирующая функция лимфоузлов;

* ареактивность клеток;

* функция естественных киллеров.

Первым барьером на пути проникновения микробов во внутреннюю среду организма являются кожа и слизистые оболочки. Здоровая неповрежденная кожа и слизистые для большинства микроорганизмов непроницаемы. Однако некоторые виды возбудителей инфекционных заболеваний способны проходить и через них. Такие возбудители получили название особо опасных, к ним относят возбудителей чумы, туляремии, сибирской язвы, некоторых микозов и вирусных инфекций. Работа с ними проводится в специальных защитных костюмах и только в специально оборудованных лабораториях.

Помимо чисто механической функции, кожа и слизистые оболочки обладают антимикробным действием -- нанесенные на кожу бактерии (например, кишечная палочка) довольно быстро погибают. Бактерицидность кожи и слизистых оболочек обеспечивают:

* ее нормальная микрофлора (функция колонизационной рези-стентности);

* секреты потовых (молочная кислота) и сальных (жирные кислоты) желез;

* лизоцим слюны, слезной жидкости и др.

Если возбудитель преодолевает кожно-слизистый барьер, то он попадает в подкожную клетчатку/подслизистый слой, где реализуется один из основных неспецифических тканевых механизмов защиты -- воспаление. В результате развития воспаления происходит:

* отграничение очага размножения возбудителя от окружающих тканей;

...