Инфекция, ее основные характеристики. Причины возникновения и развития инфекций

Под инфекцией понимают совокупность биологических процессов, возникающих в результате взаимодействия патогенов с восприимчивым макроорганизмом и зависящих от факторов окружающей среды.

При проникновении инфекции в макроорганизм постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) нарушается. Если сопротивляемость организма (иммунитет) снижена, развивается инфекционная болезнь со всеми ее клиническими проявлениями.

Название развивающейся болезни чаще всего включает название вида, рода или семейства вызвавшего ее возбудителя: сальмонеллез, бруцеллез, риккетсиоз и т.п.

Инфекционная болезнь обычно протекает в 4 стадии:

• инкубационная, протекающая с момента заражения до начала первых клинических проявлений болезни, длящаяся от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет в зависимости от природы возбудителя и иммунитета макроорганизма;

• продромальная, характеризующаяся появлением первых клинических симптомов общего характера (слабость, утомляемость, потеря аппетита), неспецифичных для данной болезни;

• острых проявлений – собственно болезнь, сопровождающаяся проявлением типичных для нее симптомов, например, появлением характерных сыпи и температурной кривой;

• рековалесценции – исчезновение типичных симптомов, постепенное клиническое выздоровление.

Биологический объект (организм человека или животного) при поражении инфекционным началом называют инфицированным, а предметы окружающей среды с попавшими на них возбудителями – загрязненными (контаминированными).

Течение инфекционного процесса и исход болезни тесно связаны с тремя основными факторами: с состоянием микроорганизма-возбудителя, состоянием макроорганизма-хозяина, состоянием окружающей среды.

1. Влияние на развитие инфекционного процесса состояния микро­организма-возбудителя

Основными характеристиками микроорганизма, определяющими течение инфекционного заболевания, являются патогенность и вирулентность.

Патогенность – генотипический признак, отражающий способность микроорганизма проникать в макроорганизм, размножаться в нем и вызывать развитие патологии. Патогенность, будучи закрепленной в геноме микроорганизма, передается по наследству, она свойственна определенному виду микроорганизмов.

Вирулентность – фенотипический признак, характеризующий степень патогенности определенного штамма в определенных условиях. Таким образом, вирулентность – это мера патогенности, называемая минимальной летальной дозой – Dosis letalis minima (DLM).

Вирулентность – переменная величина, которая может быть изменена естественным или искусственным путем. В естественных условиях это может произойти за счет попадания микроорганизма в неблагоприятные для него условия существования, например, без доступа влаги или под прямой солнечный свет. Искусственным путем снижение вирулентности достигается при выращивании и пересеве культур микроорганизмов на питательных средах при повышенной температуре или использовании в составе среды различных антисептиков, в частности фенола. Благодаря ослаблению вирулентности получают микроорганизмы, составляющие основу живых вакцин.

Вирулентность патогенных микроорганизмов обуславливают три основных фактора: наличие капсулы, агрессивность и токсичность.

Наличие капсулы у патогенных микроорганизмов определяет не только защитную функцию, но и его вирулентность. Так, возбудитель сибирской язвы в организме животного или человека образует предохраняющую его капсулу и способен очень быстро вызывать летальный исход. В то же время из штамма Bacillus anthracis, лишенного капсулы и тем самым ослабленного, готовят вакцину, введение которой в макроорганизм сообщает ему невосприимчивость к этому опасному патогену.

Вирулентность микроорганизма определяется и его агрессивностью – способностью патогенных микроорганизмов размножаться в макроорганизме даже при неблагоприятных условиях, активно подавляя иммунитет хозяина, препятствуя фагоцитозу и продуцируя специфические ферменты, в частности протеазы, разрушающие иммуноглобулины, и коагулазы, свертывающие плазму крови.

Токсичность патогенного микроорганизма связана с его способностью образовывать ядовитые вещества – токсины двух видов (эндо- и экзотоксины).

Эндотоксины обнаружены у возбудителей сальмонеллеза, туберкулеза, колибактериоза и др. Они выделяются из клетки патогенного микроорганизма только после его гибели (лизиса), поэтому ядовиты в меньшей степени, чем экзотоксины. Эндотоксины весьма устойчивы к температуре, поэтому способны выдерживать стерильный режим (120 ⁰С) в течение 30 мин.

В отличие от эндотоксинов экзотоксины чувствительны к действию солнечного света, мгновенно разрушаются, за исключением энтеротоксина патогенных стафилококков, при кипячении, при температуре 60–80 ⁰С в течение часа. Очень хорошо переносят низкую температуру и недостаток влаги. Экзотоксины избирательно действуют на органы и ткани макроорганизма, поэтому их делят на 4 типа:

• цитотоксины, способные блокировать рибосомальный синтез белка в клетках хозяина;

• мембранотоксины, разрушающие клетки крови за счет увеличения проницаемости их мембран;

• функциональные блокаторы, препятствующие жизнедеятельности отдельных тканевых систем макроорганизма. Среди них: ботулинический токсин, вызывающий поражение черепномозговых нервов, расстройство зрения, паралич дыхания, нарушение акта глотания и т.д. К этой же группе относится столбнячный токсин, вызывающий поражение двигательных нейронов спинного мозга;

• эритрогенины, выделяемые некоторыми штаммами золотистого стафилококка и лизогенными штаммами скарлатинозного стрептококка, что сопровождается появлением высыпаний и лихорадкой.

Отметим, что некоторые виды патогенных микроорганизмов, в частности холерный вибрион и гемолитические штаммы E. coli, способны к образованию ядовитых веществ сразу двух видов: экзо- и эндотоксинов.

2. Влияние на развитие инфекционного процесса состояния макроорганизма-хозяина

Как известно, патогенные микроорганизмы попадают в макроорганизм через так называемые входные ворота инфекции, к которым в равной степени относятся пищеварительный тракт, слизистые оболочки дыхательных путей, поврежденные кожные покровы, мочеполовые пути.

Различают три вида поражений организма инфекцией, вызванных различными способами ее проникновения:

- проникнув в макроорганизм и попав в кровяное русло, патогенные микроорганизмы способны вызывать в нем бурный инфекционный процесс, протекающий в форме септицемии, чаще всего приводящей к смертельному исходу;

- при проникновении в ткани различных органов из кровяного русла, в котором нет условий для размножения, патогены начинают в них усиленно размножаться, вызывая инфекционный процесс, протекающий в форме бактериемии;

- в некоторых случаях микроорганизмы, проникнув в макроорганизм, остаются только в какой-то одной инфицированной ими ткани, но, размножаясь, выделяют токсины, проникающие в кровяное русло, вследствие чего инфекционный процесс развивается по типу токсемии.

Существенное значение в развитии инфекционного процесса имеют состояние макроорганизма, его способность сопротивляться инфекционному началу. Развитие заболевания обычно затруднено при наличии у макроорганизма развитого иммунитета, что связано с присутствием в нем так называемых стерилизующих (бактерицидных) факторов – иммуноглобулинов, лизоцима, трансферрина и других, а также с отсутствием повреждений кожных покровов и слизистых оболочек тех систем и органов, которые служат естественными воротами инфекции.

Развитие инфекционного процесса тесно связано и с возрастом больного. Так, у детей с неразвитой иммунной системой течение инфекционного процесса зачастую оказывается тяжелым. С возрастом в организме укрепляется иммунитет, что сопровождается накоплением соответствующего количества бактерицидных факторов, способных активно противостоять инфекции.

Следует отметить, что в развитии инфекционного процесса немалая роль принадлежит фактору утомления, поэтому уставший организм быстрее заболевает и практически не способен сопротивляться инфекции.

3. Роль в развитии инфекционного процесса состояния окружающей среды

Иммунный ответ макроорганизма на инфекцию теснейшим образом связан с питанием. Если пища человека или кормовой рацион животного содержит недостаточное количество питательных веществ с высоким энергетическим содержанием, витаминов, макро- и микроэлементов, сопротивляемость организма инфекции снижается, так как нарушаются обменные процессы и происходит соответственное уменьшение в организме иммуноглобулинов.

Так, при дефиците в питании витамина А (каротина) нарушаются окислительные процессы и снижается защитная функция кожных покровов и слизистых оболочек. Повреждение слизистых оболочек происходит и при дефиците в пищевом или кормовом рационе макроорганизма витамина С (аскорбиновой кислоты). Дефицит в пище витаминов группы В отражается на фагоцитарной функции макроорганизма, именно поэтому понижение защитной деятельности лейкоцитов способствует более легкому распространению инфекции по всему организму.

В последние годы даже в самых благополучных европейских странах, в том числе в России, наблюдается рост числа заболевших туберкулезом. Известно, что развитие данного заболевания происходит даже при очень хорошем питании, но при снижении поступления с пищей солей кальция и фосфора.

Развитию инфекционного процесса может способствовать и дефицит воды в организме. Так, путем искусственного водного голодания удалось ослабить организм подопытных животных (собак) и заразить их сибирской язвой, тогда как в обычных условиях эти животные малочувствительны к этой инфекции.

В развитии инфекционного процесса большое значение имеют все физико-химические факторы окружающей среды (температура, влажность, световой поток, вентиляция и др.), при этом интенсивность инфекционного процесса тесно связана с их серьезным отклонением от принятой нормы. Известно, что куры, как и собаки, невосприимчивы к сибиреязвенной бацилле, но их заражение сибирской язвой было легко достигнуто при ослаблении иммунитета смачиванием оперения.