Изменения физиологических функций, профилактика изменения физиологических функций организма

Архив автора

Кратковременное появление бак­терий в крови (бактериемия), не вы­зывающее каких-либо болезненных симптомов, может быть обнаружено после незначительных повреждений кожи или слизистых. У здоровых лю­дей такая бактериемия является пре­ходящей, поскольку кровь быстро очи­щается от бактерий с помощью раз­личных механизмов иммунитета. Если по тем или иным причинам иммун­ная система не справляется с проник­шими в кровь микробами, возникает болезнь, которую называют сепсисом или септицемией. Клиническими при­знаками септицемии являются высокая лихорадка, озноб, гипотензия, миал – гия, головная боль. Септицемия при­водит к возникновению в органах ме­тастатических очагов инфекции, а в некоторых случаях — к септическомушоку. Септицемию вызывают бакте­рии, проникающие через кожу (зо­лотистый стафилококк и другие грам – положительные кокки), мочеполовой тракт (кишечная палочка и другие грамотрицательные бактерии), дыха­тельные пути (стрептококк пневмо­нии), желудочно-кишечный тракт (грамотрицательные бактерии), тазо­вые органы (нейссерия гонореи, ана­эробные клостридии). Тяжелый сепсис может быть следствием менингокок – ковой инфекции, возбудитель которой (Neisseria meningitidis) проникает в кро­воток через слизистую оболочку носа. Единственным источником инфекции являются люди, большая часть кото­рых может быть бессимптомными но­сителями менингококка, населяюще­го их носоглотку. В последнее время в связи с учащением грибковых инва­зий, вызываемых кандидами, аспер – гиллами и другими, нередки случаи грибкового сепсиса.

Если по тем или иным причинам микроорганизмы обходят поверхно­стные барьеры и проникают во внут­реннюю среду организма хозяина, они могут быть уничтожены различными способами. Многие грамположитель – ные бактерии (стафилококки, стреп­тококки), грамотрицательные бакте­рии (кишечная палочка) живут и раз­множаются вне клеток. Главная защита против них — фагоцитоз, осуществ­ляемый нейтрофилами с помощью комплемента. Внутриклеточные пато­гены (вирусы, грибы, простейшие) и факультативные внутриклеточные патогены (микобактерии) не доступ­ны действию нейтрофилов, антител и комплемента. Иммунная система уничтожает эти патогены другими спо­собами. Первый способ связан с тем, что инфицированные вирусами клетки синтезируют вирусный белок, кото­рый соединяется с молекулами глав­ного комплекса гистосовместимости 1 класса и экспрессируется на поверх­ности клетки. Антиген-специфические цитотоксические CD8+-лимфоциты распознают эти комплексы и лизиру – ют пораженные клетки. Уничтожение микроорганизмов, живущих внутри макрофагов, происходит с помощью специфических Т-хелперных (Th) кле­ток, которые секретируют у-интерфе­рон. Интерферон активирует внутри­клеточные бактерицидные механизмы макрофагов, что приводит к гибели инфицирующих их микробов. Существование специализирован­ных механизмов иммунитета объясня­ет, почему недостаточность нейтрофи­лов, комплемента или антител при­водит к повторным бактериальным инфекциям, тогда как больные с де­фектом Т-лимфоцитов страдают в пер­вую очередь от вирусных, грибковых и протозойных болезней.

Механизмы иммунной защиты де­лят на врожденные и приобретенные. К врожденным относят анатомические барьеры (кожу, слизистые), физиоло­гические барьеры (например, бакте­рицидные вещества, входящие в со­став секретов, омывающих слизистые), а также способность развивать стан­дартный воспалительный ответ в слу­чае проникновения микробов во внут­реннюю среду организма. К механизмам приобретенного (адаптивного) иммунитета относят способность организма отвечать на проникновение внутрь чужеродных антигенов выработкой специфических антител и/или пролиферацией специ­фических Т-лимфоцитов. Повреждение механизмов защиты способствует возникновению различ­ных инфекций. Так, повреждения ана­томических барьеров (кожи и слизи­стых оболочек) способствуют возник­новению генерализованных инфек­ций, вызываемых живущими на коже и слизистой оболочке носоглотки грам – положительными кокками — золоти­стым стафилококком и пиогенным стрептококком. Кожные раны, загряз­ненные почвой могут быть колони­зированы столбнячными клостриди – ями, которые вырабатывают нейро – токсин, вызывающий тяжелые судо­рожные расстройства. Повреждения слизистой оболочки кишечника, на­пример, в результате ухудшения мик­роциркуляции при шоке, нарушают барьер, удерживающий кишечную флору в полости кишечника. Это при­водит к транслокации (перемещению) населяющих кишечник грамотрица – тельных бактерий, прежде всего ки­шечной палочки, в кровоток и к раз­витию септицемии.

Факторы уклонения (избегания). Многие микробы вырабатывают фак­торы, помогающие им уклоняться (из­бегать) или противостоять различным механизмам иммунной зашиты хозяи­на. Так, некоторые виды стрептокок­ков (например, Sreptococcus pneumoniae) продуцируют полисахариды, которые образуют внеклеточную капсулу, пре­пятствующую поглощению микробов фагоцитами. Отдельные виды бакте­рий, грибов и паразитов избегают фа­гоцитоза, продуцируя лейкоцидины — вещества, которые разрушают цито – плазматическую мембрану лейкоцитов и убивают нейтрофилы и моноциты хозяина. Штаммы золотистого стафи­лококка продуцируют поверхностный белок (протеин А), который взаимо­действует с иммуноглобулинами клас­са IgG и предупреждает контакт рас­познающих антигены Fab-фрагментов этих антител с поверхностью микроб­ной клетки. Кроме того, эти стафило­кокки секретируют особый фермент — коагулазу, который превращает рас­творимые факторы свертывания в плотный сгусток, окружающий и за­щищающий микроорганизмы от анти­тел и фагоцитов хозяина. Вирусы гриппа (//. influenzae) и воз­будители гонореи (N. gonorrhoeae) сек­ретируют фермент, который расщеп­ляет и инактивирует секреторные им­муноглобулины класса IgA, разрушая таким образом, первичную иммунную защиту слизистой дыхательного и мо­чеполового трактов в месте входных ворот инфекции. Патогенные микробы, ответствен­ные за инфекции, возникающие пос­ле операций имплантации искусствен­ных суставов, клапанов сердца, про­тезов сосудов образуют сложные сообщества, формирующие биоплен­ку, которая защищает эти образующи­еся на поверхности синтетических материалов сообщества от иммунных механизмов хозяина и от действия бак­терицидных лекарств. Поселяющийся в желудке гелико – бактер пилори избегает бактерицидного действия соляной кислоты, активно перемещаясь с помощью жгутиков в глубь слоя слизи на поверхности же­лудочного эпителия и секретируя уреа – зу, которая вызывает гидролиз моче­вины с образованием углекислоты и аммиака, связывающего ионы водо­рода.

Специфические структуры, к кото­рым прикрепляются микроорганизмы, называют рецепторами, вещества, которые взаимодействуют с рецепто­рами, — лигандами или адгезинами. Рецепторы могут быть белками, угле­водами, липидами или комплексами, состоящими из разных типов веществ. Лиганды могут быть простыми или сложными молекулами. Многие вирусы, включая вирусы гриппа, кори, свинки, аденовирус, имеют специальные выросты или ши – пики, на поверхности которых распо­лагаются адгезины, распознающие уг­леводные рецепторы на поверхности эпителиальных клеток верхних дыха­тельных путей хозяина. Геликобактер пилори прикрепляется к слизистой оболочке желудка с помощью не­скольких адгезинов, взаимодейству­ющих со специфическими рецептора­ми на мембране эпителиальных кле­ток слизистой пилорической части желудка. Факторы инвазии. Продукты возбу­дителей инфекций, которые облегча-ют их проникновение внутрь организ­ма хозяина, называют факторами ин­вазии. Большая часть этих факторов — ферменты, способные разрушать кле­точные мембраны (фосфолипазы), со­единительную ткань (эластазы, колла – геназы), межклеточный матрикс (гиа – луронидаза) и структурные белковые комплексы (протеазы).

Возникновение, распространение и течение инфекций зависят, с одной стороны, от вирулентности патоген­ных агентов, с другой — от способно­сти организма-хозяина защитить себя от проникновения и возможности уничтожать проникших внутрь микро­бов. Вирулентные организмы могут об­ходить или преодолевать имеющиеся в распоряжении человека нормальные механизмы защиты. Встреча с такими патогенами, как правило, приводит к развитию болезни. Микроорганизмы со слабой вирулентностью вызывают бо­лезнь только в случае нарушения ме­ханизмов иммунитета. Вирулентность микроорганизмов — их способность вызывать болезни — определяется многими факторами, включая факторы адгезии, инвазии, а также возможностью противостоять защитным механизмам хозяина. Невос­приимчивость (устойчивость) хозяи­на к инфекциям определяется меха­низмами врожденного и приобретен­ного иммунитета. Факторы адгезии. Микробная ин­фекция невозможна, если микроорга­низмы не способны к адгезии — при­креплению или прилипанию к тканям хозяина. Адгезия может быть резуль­татом неспецифического взаимодей­ствия, например, прилипания микро­бов к увлажненным поверхностям тела, или действия электростатических сил притяжения. Она возможна также в результате специфического взаимо­действия микробов с определенными структурами клеток хозяина.

Прионы — белковые молекулы, пре­образующие внутриклеточный белок хозяина в белок приона. Белки приона накапливаются в центральной нервной системе, вызывая так называемый губ­чатый энцефалит — неизлечимую смер­тельную болезнь, первоначальными симптомами которой являются психи­ческие расстройства и нарушения ко­ординации движений. Один из воз­можных путей заражения прионами — ятрогенный путь, связанный с пере­садкой взятого от человека трупного материала (роговицы) или с введени­ем полученного из гипофиза умерших людей гормона роста. В последнее вре­мя стали предполагать, что прионами можно заразиться, употребляя в пищу мясо больных губчатой энцефалопати­ей коров. Патоморфология этой болез­ни, называемой «коровье бешенство», весьма сходна с вызываемыми приона­ми болезнями человека.

У человека хламидии чаще всего вызывают передаваемые половым пу­тем генитальные инфекции. При опре­деленных условиях возможны пораже­ния глаз (трахома), пневмония ново­рожденных. К числу болезней, вызываемых хла­мидиями. относится также пситтакоз, источником которого являются разные виды больных птиц (попугаи, голуби, индюшки, утки, цыплята). Заражение происходит в основном путем вдыха­ния аэрозолей, содержащих частицы экскрементов зараженных птиц. Забо­левание характеризуется чаще всего развитием пневмонии, в тяжелых слу­чаях могут поражаться печень, почки, нервная система. Грибы — это свободно живущие эукариоты, отдельные виды которых могут быть частью нормальной мик­рофлоры человека. Грибы подразделя­ют на дрожжи и плесени в соответ­ствии с различиями их морфологии. Дрожжи — одноклеточные микроор­ганизмы, которые размножаются поч­кованием; плесени растут, образуя длинные ветвящиеся нити. Заражение грибами происходит либо посредством прямого контакта, либо в результате вдыхания их спор. У человека’ грибы вызывают болезни кожи, подкожных тканей, а в случае ослабления механизмов иммунитета — тяжелые, угрожающие жизни систем­ные инфекции (кандидоз, аспергил – лез, кокцидиоз, гистоплазмоз и др.). Системные болезни трудно вылечить, имеющиеся в настоящее время про­тивогрибковые лекарственные веще­ства высоко токсичны. Нередки слу­чаи развития грибкового сепсиса.

РНК-вирус иммунодефицита чело­века (ВИЧ) остается латентным в те­чение нескольких лет после проник­новения в клетки-мишени — чаще всего в Т4-лимфоциты. Толчком к ак­тивации и размножению вируса могут служить вторичные инфекции, стиму­лирующие иммунную систему. Риккетсии — это грамотрицатель – ные микроорганизмы, которые подоб­но вирусам являются облигатными внутриклеточными паразитами, но в отличие от вирусов имеют клеточную стенку и содержат РНК и ДНК. Заражение человека происходит при участии членистоногих перенос­чиков — блох, клешей и вшей. Рик­кетсии населяют пищеварительный тракт этих членистоногих и вместе с их испражнениями попадают в орга низм через повреждения кожи, воз­никающие при расчесах. Риккетсии размножаются внутри цитоплазмы клеток человека, поглошая поступа­ющие в них питательные вещества и витамины, что приводит к гибели кле­ток. У человека риккетсии вызывают ряд болезней, в частности, смертель­но опасный сыпной тиф, при кото­ром поражается центральная нервная система, легкие, сердце, иммунная система, почки. XjWMuduu имеют сходную с риккет – сиями структуру, но диаметр их мень­ше. В отличие от риккетсий заражение хламидиями происходит путем прямо­го контакта без участия переносчиков. Инфицирующая форма хламидий. называемая элементарной частицей, прикрепляется к клетке хозяина и про­никает внутрь нее, где превращается в более крупное ретикулярное тельце. Последнее дает начало множеству эле­ментарных частиц, которые высвобож­даются во внеклеточное пространство, чтобы начать новый цикл инфекции.

Эндотоксины — липополисахариды, входящие в состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Токси­ческие свойства сложных молекул ли – пополисахаридов связаны с их липид – ной частью. Эндотоксины ответствен­ны за многие симптомы септического шока — гипотензию, внутрисосудис – тое свертывание крови, лихорадку. Многие эффекты эндотоксинов опо­средуются фактором некроза опухолей (ФНО-а) и другими цитокинами, высвобождаемыми клетками, участву­ющими в воспалительном ответе. Повреждение клеток вирусами обу­словлено самой природой этих аген­тов, которые являются облигатными внутриклеточными патогенами. Раз­множение вирусов возможно только после их проникновения внутрь кле­ток. При этом выбор клеток для раз­множения обусловлен в значительной степени структурой белковой оболоч­ки вируса, которая определяет его спо­собность прикрепляться и проникать внутрь клеток-мишеней. Когда вирус начинает размножаться и новообразо­ванные вирусные частицы покидают клетку, мембрана клетки повреждает­ся, а клетка погибает. Проникновение вируса внутрь клет­ки-мишени не означает немедленное начало его репликации и немедлен­ную смерть клетки. Некоторые вирусы встраивают свой геном в хромосомную ДНК клеток хозяина, где он может оставаться в латентном состоянии (не обнаруживать себя) многие годы пос­ле инфицирования. Так ведут себя, в частности, ДНК-вирусы группы гер­песа и аденовирус. Например, вирус герпеса [herpes simplex virus-1 (HSV-1)], входными воротами которого чаще всего оказывается слизистая оболоч­ка рта, может оставаться в латентном состоянии внутри тел нервных кле­ток ядра тройничного нерва, другой вирус герпеса — генитальный вирус (HSV-2) — внутри клеток сакральных ганглиев и т. д. Известны вирусы, на­пример цитомегаповирус, которые мо­гут не проявлять себя на протяжении всей жизни человека-носителя и вы­зывать болезнь только после наруше­ния механизмов иммунитета, как этобывает у больных СП ИДом, у лиц, по­лучающих иммуносупрессоры в связи с пересадкой органов и т. п. Таким об­разом, болезни, вызываемые цитоме – галовирусом, являются примером оп­портунистических инфекций.