Изменения физиологических функций, профилактика изменения физиологических функций организма

Архив рубрики «Основное»

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.

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.

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.

Проник­новение микроорганизмов и их ток­синов через рот и желудочно-кишеч – ный тракт (ЖК’Г) — один из наибо­лее частых путей заражения человека. Именно таким способом человек за­ражается многими бактериальными, вирусными и протозойными инфек­циями, включая холеру, брюшной тиф, бактериальную и амебную дизен­терию, гепатит А. Возбудители болез­ней попадают в организм вместе с за­грязненной водой, пищей, при несоб­людении личной гигиены. Заражение происходит в том случае, если доста­точное число микроорганизмов (ин­фицирующая доза) выживает в кис­лой среде желудка, выдерживает дей­ствие пищеварительных ферментов и неблагоприятное воздействие кишеч­ной перистальтики. Попавшие в ЖКТ микроорганизмы должны, кроме того, успешно конкурировать за питательные вещества с нормальной микрофлорой кишечника. Лица с пониженной желу­дочной секрецией и другими болезня­ми ЖКТ менее устойчивы к алимен­тарному заражению, чем здоровые. Ингаляция. Дыхательный тракт здо­рового человека снабжен многоступен­чатой системой защиты, предупреж­дающей проникновение в легкие по­тенциальных патогенов. Поверхность дыхательного тракта покрыта слизью, которая постоянно выводится в по­лость рта движениями ресничек ци – лиарного эпителия. Удалению посто­ронних частиц из дыхательных путей также способствует кашель. Секреты дыхательных путей содержат антитела и ферменты, способные инактивиро – вать микроорганизмы. Чужеродные частицы и микроор­ганизмы, которые все-таки проника­ют внутрь легких, поглощаются фаго­цитами. Несмотря на это некоторые патогены преодолевают эти барьеры и проникают через дыхательный тракт в легкие, вызывая пневмонии разно­го генеза, туберкулез. Ингаляционный путь заражения характерен также для вирусных инфекций, таких как грипп, острые респираторные заболевания, корь, ветряная оспа, инфекционный паротит и др. Нарушения функций легких или слизистых оболочек рес­пираторного тракта, вызванные неин­фекционными процессами (эмфизе­ма) или возникающие в связи с куре­нием, увеличивают риск инфекций, приобретаемых ингаляционным путем. Во многих случаях независимо от входных ворот проникшие внутрь хо­зяина микроорганизмы заселяют (ко­лонизируют) определенные органы, обнаруживая таким образом выра­женную органотропность. Так, виру­сы гепатита А, В, С, Е поражают ге – патоциты, вирусы полиомиелита — мотонейроны передних рогов спин­ного мозга и ядер черепномозговых нервов, вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ) — клетки иммунной системы.

Прионы — самые простые инфек­ционные агенты, представляющие со­бой одиночные чрезвычайно устойчи­вые белковые молекулы, не содержа­щие генетической информации. Уве­личение числа («размножение») этих молекул происходит благодаря тому, что они преобразуют внутриклеточный белок хозяина в белок приона. Насекомые и паукообразные также способны паразитировать на человеке и вызывать болезни, например, чесо­точный клещ вызывает чесотку. Источники инфекций и пути их проникновения в организм Источник инфекции может быть эндогенным (собственная микробная флора в случае оппортунистических инфекций) или экзогенным — окру­жающая среда (вода, пиша, почва или воздух). Источником инфекционных агентов могут быть больные люди, ди­кие или домашние животные и птицы. Болезни, которыми человек заража­ется от животных, получили название «зоонозы». К зоонозам относится си­бирская язва, бешенство, кошачья ца­рапка, пситтакоз (орнитоз) и другие болезни, вызываемые бактериями, ви­русами, риккетсиями, а также прото – зойные (вызываемые простейшими) болезни, передаваемые человеку при укусах членистоногих-переносчиков, такие как малярия, энцефалит, мно­гие тропические болезни, вызываемая трипаносомами сонная болезнь.

Инфекции (от лат. infectio — зара­жение) — это болезни, обусловлен­ные повреждением клеток и тканей, вызванным проникшими внутрь орга­низма человека чужеродными организ­мами. Вероятность такого проникно­вения или инфицирования существу­ет постоянно, поскольку микроорга­низмы населяют все окружающее нас пространство и даже живут на поверх­ности нашего тела — на коже, в по­лости рта. кишечника и в других со­общающихся с внешней средой поло­стях. В обычных условиях большая часть таких микроорганизмов сосуществует с человеком, не причиняя ему вреда, формируя его нормальную микрофло­ру. Однако эти безобидные микроор­ганизмы могут становиться патогена­ми и вызывать так называемые оппор­тунистические инфекции, если осла­бевают защитные механизмы хозяина или если эти микроорганизмы зано­сятся в несвойственные им места. При­мером может служить занос кишечной палочки в мочеполовой тракт. Время от времени человек встре­чается с микробами, которые не вхо­дят в состав его нормальной микро­флоры. Некоторые из них сравнитель­но легко преодолевают защитные барьеры и, проникая внутрь организ­ма человека, вызывают болезнь. Хотя число таких болезнетворных, или па­тогенных, организмов относительно невелико, инфекции остаются одной из главных причин заболеваемости и смертности человека. Вирусы — небольшие (диаметром менее 200 нм) частички, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты — РНК или ДНК, в которой содержит­ся полная информация, необходимая для воспроизведения вируса. Однако вирусы лишены аппарата, способно­го реализовать эту информацию, и репликация (размножение) вируса становится возможной только после того, как он проникает внутрь клеток хозяина и использует биосинтетиче­ский аппарат для собственного вос­произведения. Бактерии — это одноклеточные микроорганизмы (прокариоты) диа­метром около 1 мкм, способные к ав­тономному существованию. Подобно вирусам бактерии не имеют ядра, но в отличие от вирусов содержат как ДНК, так и РНК, и имеют геном, со­стоящий из Д Н К. У бактерий есть кле­точная мембрана. Лишь некоторые из множества окружающих нас бактерий способны вызывать болезни. Эукариоты — наиболее сложные инфекционные агенты. Внутри клеток эукариот имеются различные органел – лы, в том числе ядро и митохондрии, выполняющие специальные функции. К патогенным организмам этой груп­пы относятся простейшие, грибы, и многоклеточные паразитарные черви.

Увеличение концентрации ФНО-а в меньшей степени, но на более дли­тельный период вызывает анорексию, лихорадку, кахексию, обусловленную усиленным катаболизмом белка и ис­чезновением жировых запасов, обез­воживание, синтез белков острой фазы в печени, резистентность к инсулину. Как острый, так и хронический эффекты ФНО-а являются следстви­ем его непосредственного действия на клетки-мишени и действия дру­гих веществ, высвобождение которых ФНО-а стимулирует. Так, острое ток­сическое действие высокой концент­рации ФНО-а связано с его прямым цитотоксическим действием на мно­гие клетки, включая клетки сократи­тельного миокарда, гладкие мышцы сосудов и клетки сосудистого эндоте­лия, и с высвобождением таких био­логически активных веществ, как ка­техоламины, глюкагон, АКТГ, корти – зол, ИЛ-1, ИЛ-6, у-интерферона, фактора активации тромбоцитов, эй – козаноидов. Возникновение лихорад­ки и анорексии связано с прямым дей­ствием ФНО-а на нейроны гипотала­муса. Прямое действие ФНО-а на клетки жировой ткани вызывает угне­тение липогенных ферментов, в част­ности липопротеинлипазы, приводя к постепенному исчезновению жировой ткани. Действие ФНО-а на мышцы вы­зывает инсулиновую резистентность мышц, распад мышечного белка, сни­жение потенциала мембраны мышеч­ных волокон, что способствует пере­ходу натрия и воды внутрь миоцитов и уменьшению воды во внеклеточном пространстве, дегидратации тканей. Существует два типа рецепторов для ФНО-а, которые присутствуют на всех типах клеток за исключением эритроцитов. Рецепторы I типа имеют молекулярную массу 55000, молеку­лярная масса рецепторов II типа — 75000. Многие, и прежде всего цито – токсические, эффекты ФНО-а на раз­личные клетки опосредуются рецеп­торами 1 типа (Рц55). Участие рецеп­торов II типа (Рц75) в цитотоксично – сти, возможно, сводится к тому, что они связывают ФНО-а и «передают» его затем Рц55, которые и обеспечи­вают передачу сигнала. Оба типа ре­цепторов разными способами участву­ют в реализации вызываемого ФНО-а клеточного апоптоза.