Лекція № 3. Вчення про інфекцію. Вчення про імунітет.

Навчальна мета:

— трактувати поняття "інфекція", "інфекційний процес", "інфекційна хвороба";

— знати фактори патогенності бактерій;

— аналізувати форми інфекційного процесу, їх характеристику, умови виникнення;

— знати динаміку інфекційної хвороби;

— знати механізми розвитку інфекційного процесу (патогенез);

розуміти суть експериментального методу дослідження

— знати види імунітету, специфічні та неспецифічні факто­ри імунітету;

План.

Визначення поняття “інфекція”, “інфекційний процес”, “інфекційна хвороба”. Характеристика мікроорганізмів — збудників інфекційних хвороб. Поняття про патогенність, вірулентність, токсигенність, специфічність, органотропність. Резервуари та джерела інфекції. Механізм і шляхи проникнення мікробів у макроорганізм. Чинники інфекційного процесу.

Динаміка інфекційного процесу. Види і форми інфекцій. Поняття про внутрішньолікарняну інфекцію.

Експериментальний метод дослідження, його значення.

Визначення поняття “імунітет”. Види імунітету. Неспецифічні і специфічні чинники імунітету. Фагоцитоз.

Імунна система. Центральні та периферійні органи імунної системи. Імунокомпетентні клітини. Антигени, антитіла, їх коротка характеристика. Механізми імунної відповіді. Первинна та вторинна імунна відповідь.

Визначення понять "інфекція", "інфекційний процес", "інфекційна хвороба". Основні ознаки інфекційних хвороб.

Інфекція— це процес проникнення мікроорганізмів у макроорганізм та взаємодія їх у певних умовах навколишнього середовища.

Інфекційний процес— це сукупність захисних фізіологічних, патологічних та імунологічних реакцій, які відбуваються в макроорганізмі у відповідь на дію патогенних мікроорганізмів.

Інфекційна хвороба— це крайній ступінь розвитку інфекційного процесу, що проявляється характерними клінічними ознаками (симптомами), а також біохімічними, імунологічними, гістологічними та іншими змінами.

Аналогічні процеси, які спричинюють в макроорганізмі найпростіші, називаються інвазіями.

Інфекційні хвороби характеризуються певними особливостями:

1. Наявністю інфекційного агента (живого збудника).

2. Контагіозністю (заразністю), схильністю до масового поши­рення.

3. Циклічністю перебігу.

4. Наявністю імунної відповіді.

До інфекційних хвороб відносять також інтоксикації, спричинені продуктами життєдіяльності мікроорганізмів, які накопичилися у харчових продуктах.

Характеристика мікроорганізмів — збудників інфекційних хвороб.

Людина контактує з величезним світом мікроорганізмів, алеспричинити інфекційну хворобу здатна невелика частина цього світу — приблизно 1/30 000.

Для збудників інфекційних хвороб характерні такі властивості: патогенність, специфічність, органотропність, вірулентність, токсигенність (токсичність).

Патогенність — здатність мікроорганізмів спричинювати захворювання в організмі чутливої до нього людини або тварини. За цією здатністю мікроби поді-ляють на патогенні, умовно-патогенні і непатогенні. Чіткої межі між ними немає. Умовно-патогенні і непатогенні мікроорганізми, які трапляються в навколишньому середовищі і входять до складу нормальної мікрофлори організму людини, можуть стати патогенними за певних умов. Вважають, що необмежена колонізація (заселен-ня) організму будь-яким видом бактерій, здатних вижити в організмі, може приз-вести до захворювання.

Специфічність— це здатність кожного виду мікроорганізмів спричинювати певне захворювання: холерний вібріон зумовлює холеру, шигели — шигельоз (дизентерію). Але специфічність мікробів відносна. Стафілококи, стрептококи здат-ні спричинювати понад 120 різних хвороб, а до пневмонії можуть призвести пневмо-коки, стафілококи, клебсієли, легіонели, мікоплазми, хламідії та ін.

Органотропність— здатність патогенних мікроорганізмів вибірково уражати певні тканини (гонокок уражає епітелій статевих органів, шигели — ентероцити, тобто клітини киїнечнику). Це пояснюється такими факторами: 1) наявністю рецеп-торів на мембранах клітин макроорганізму (клітин-мішеней), до яких прикріплю-ються мікроорганізми, колонізуючи (заселяючи) їх; 2) метаболізмом пато-гена в певних тканинах, де є найкращі умови для його життєдіяльності; 3) відсутністю протимікробних факторів у цих тканинах.

Вірулентність— це ступінь патогенності певного штаму, варіанта патогенних мікроорганізмів. Вона тісно пов'язана з інвазивністю. Одиницями ступеня вірулент-ності є: ДЛМ — це найменша доза патогенних мікроорганізмів, що спричинює загибель 90—95 % чутливих тварин;ДСЛ — безумовно смертельна доза, що спричинює загибель 100% взятих до досліду тварин; ДЛ — доза, що викликає загибель 50 % заражених тварин. Вірулентність може змінюватися під впливом різних факторів. Вона посилюється внаслідок послідовних пасажів на сприятливих поживних середовищах і чутливих тваринах, а також генетичними методами. Ослаблюється вірулентність під дією захисних факторів організму, високої температури, імунних сироваток, антибактеріальних препаратів, а також у разі культивування в несприятливих умовах і пасажів на нечутливих тваринах. Ці методи були використані для отримання атенуйованих (живих ослаблених) вакцин проти туберкульозу, сибірки тощо.

Патогенність мікроорганізмів реалізується через інфекційність, інвазивність, токсигенність (токсичність).

Інфекційність— здатність заражати. Вона зумовлена факторами адгезії та колонізації. Адгезія і колонізація є пусковими механізмами розвитку інфекційної хвороби. Мікроби та їх токсини реалізують патогенні й токсичні властивості тільки тоді, коли зв'язуються з відповідними рецепторами клітини-мішені.

Інвазивність— здатність долати захисні механізми макроорганізму, розмно-жуватися і проникати через слизові і сполучнотканинні бар'єри в глибину тканини макроорганізму.

Токсигенність— здатність утворювати екзотоксини. Токсичністьобумовлена наявністю ендотоксину.Певна кількість патогенних мікроорганізмів, що може спричинити інфекційну хворобу, називається інфікуючою дозою (ІД).У дослідах на добровольцях було доведено, що інфікуюча доза сальмонел черевного тифу стано-вить 10⁵, холерного вібріона — 10⁶— 10¹¹, шигел — 10—100клітин, туляремії — 1 клітина збудника.

Вірулентність зумовлена певними факторами, які ще називають факторами пато-генності (вірулентності).

Фактори патогенності (вірулентності)— це компоненти структури і продукти метаболізму, які зумовлюють властивості патогена. Патогенні мікроби мають цілий арсенал факторів патогенності. До них належать хемотаксис, джгутики, адгезини, капсули, ферменти, токсини, антигени тощо.

Завдяки хемотаксису бактерії орієнтуються та розпізнають клітини-мішені. Джгутики прискорюють наближення мікробів до них. Адгезини розпізнають рецеп-тори на мембранах клітин і прикріплюються до них. Роль адгезинів виконують фімбрії, білки поверхневої мембрани, ліпополісахариди (ЛПС), ліпотейхоєві кисло­ти, пептидоглікан та інші структури мікробної клітини.

Капсула захищає бактерію від фагоцитозу, антитіл, антибіотиків, а також містить токсичні речовини. Бактерії, що втратили капсулу, втрачають і патогенність. Так, безкапсульний штам пневмокока є непатогенним.

Компоненти клітинної стінки виконують різну функцію. Так, ліпотейхоєві кислоти виконують функцію адгезії; пептидоглікан пригнічує фагоцитоз, міграцію макрофагів, виявляє пірогенну й алергізувальну дію; ліпополісахарид грамнега-тивних бактерій є ендотоксином.

Ферменти мікроорганізмів здатні руйнувати клітини і волокна тканин, що сприяє інвазивності мікроорганізмів і захисту їх від захисних факторів макроорганізму. Так, ферменти протеази руйнують антитіла, коагулаза зумовлює перетворення фібрино-гену на фібрин, завдяки чому мікробна клітина покривається білковою плівкою. Ферменти відрізняються від токсинів за своєю природою і механізмом дії.

Токсини. Токсичні речовини, що синтезуються бактеріями, за хімічним складом бувають білкові і ліпополісахариди.Описано понад 80 білкових бактеріальних токсинів. Вони різняться між собою за молекулярною масою, хімічною структурою, біологічною активністю, клітинами-мішенями. Здатність білкових токсинів фіксува-тися на певних клітинах-мішенях і уражати певні тканини зумовлює їх специфіч-ність. Незалежно від структури білкові токсини мають два фрагменти — А і В. Фрагмент В розпізнає рецептори клітини-мішені і формує в її мембрані канал для проходження фрагмента А. Фрагмент А проникає в клітину, де блокує життєво необхідні метаболічні процеси. За механізмом дії білкові токсини поділяють на чотири типи:

I тип — цитотоксини. Вони блокують синтез білка (дифтерійний гістотоксин, ток-син синьогнійної палички).

II тип — мембранотоксини. Підвищують проникність мембрани (оболонки) клітин макроорганізму (еритроцитів, лейкоцитів).

III тип — функціональні блокатори. Блокують окремі функції органів чи систем макроорганізму (холероген, ентеротоксини ентеробактерій призводять до підвищен-ня проникності стінок тонкої кишки і сприяють виходу іонів натрію, калію, рідини в тонку кишку — один із механізмів діареї , тобто проносу. Нейротоксини збудника правця (тетаноспазмін), ботулізму блокують передачу нервових імпульсів.

IV тип — ексфоліатини (у стафілокока), еритрогеніни (у піогенного стрептокока). Впливають на процес взаємодії клітин макроорганізму між собою і з міжклітинними речовинами, що призводить до відшарування епідермісу, пухирчатки.

Ліпополісахариди є структурною частиною клітинної стінки грамнегативних бактерій, тому вивільняються тільки після руйнування мікробної клітини. Вони називаються ендотоксинами. На відміну від екзотоксинів вони більш стійкі до дії високої температури {термостабільні), під дією формаліну і температури знешкод-жуються частково. Низька специфічність їх проявляється в тому, що в разі введення в організм дослідних тварин виникає однотипна реакція, незалежно від того, з яких грамнегативних бактерій їх виділили. У людей ендотоксини спричинюють загальні прояви інтоксикації: пірогенну, запальну, алергізувальну дію; у разі потрапляння в кров спричинюють гіпотонію, наслідком якої є загальна слабкість, головний біль, апатія, адинамія; порушують обмін речовин (розвивається втрата апетиту). Ендо-токсини менш токсичні, ніж екзотоксини, але у разі потрапляння в кров великої кількості ендотоксину розвивається ендотоксиновий шок.

Імуногенні властивості ендотоксинів проявляються в здатності активувати комплемент, посилювати антигенність імуногенів (виконують роль ад'юванта), тобто активувати фактори неспецифічного захисту. Ліпополісахарид — порівняно слабкий антиген, який стимулює в організмі синтез антибактеріальних антитіл.

Грампозитивні бактерії виробляють токсини білкової природи, грамнегативні — містять ендотоксин. Але багато видів патогенних мікробів (патогенні варіанти Е. соїі, холерний вібріон, піигели та ін.) містять ендотоксин і синтезують декілька типів білкових токсинів. Вірулентність внутрішньоклітинних облігатних паразитів (хла-мідій, рикетсій, деяких найпростіших) пов'язана з їх розмножен­ням всередині клітини-хазяїна, що призводить до пошкодження мембран та інших життєво важливих клітинних структур.

Після потрапляння збудника в макроорганізм розвиваються місцеві і загальні прояви хвороби: запалення, морфологічні зміни клітин крові, складу білків, фермен-тів, імунологічні (синтез антитіл, сенсибілізованих лімфоцитів); загально-клінічні (підвищення температури тіла та ін.) порушення, розлад функцій нервової системи, органів дихання, кровообігу, органів травлення. Все це враховується під час вста-новлення клінічного діагнозу і проведення лабораторного дослідження з метою його підтвердження.

Розвиток інфекційної хвороби залежить не тільки від властивостей патогенного мікроорганізму, а й від стану макроорганізму. Сприйнятливість організму до інфек-цій залежить від стану макроорганізму: віку людини, статі, групи крові (еритроци-тарних антигенів), стану ендокринної системи, нормальної мікрофлори, повноцін-ності харчування, режиму праці та відпочинку, спадковості, стану нервової системи, наявності соматичних хвороб, а також від впливу факторів навколишнього середо-вища: охолодження та перегрівання, сонячного проміння, іонізуючої радіації, неза-довільних санітарно-гігієнічних умов праці і побуту, забруднення навколишнього середовища.

Таким чином, можливість виникнення інфекцій залежить від вірулентності мікроорганізмів, стану макроорганізму й умов навколишнього середовища.

Форми інфекційного процесу.

Форми інфекційного процесу визначаються природою збудника, локалізацією його в макроорганізмі, ступенем прояву симптомів хвороби й іншими ознаками.

За природою збудника розрізняють бактеріальну, вірусну, грибкову, протозойну, пріонну інфекції.

За походженням розрізняють екзогенну, ендогенну і автоінфекцію. Екзогенна інфекція виникає внаслідок зараження патогенними мікроорганізмами, які прони-кають у макроорганізм ззовні разом із повітрям, водою, харчовими продуктами, а також через предмети, забруднені виділеннями хворої людини. Ендогенну інфекцію спричинюють умовно-патогенні мікроорганізми, які є представниками нормальної мікрофлори макроорганізму. Це відбувається за умови ослаблення захисних меха-нізмів макроорганізму. Автоінфекція — різновид ендогенної інфекції, яка виникає внаслідок самозараження під час перенесення збудника (частіше руками) з одного біотопу в інший (з порожнини рота — в рану).

За локалізацією збудника в макроорганізмі розрізняють локалізовану і гене-ралізовану інфекції. Локалізована (місцева) — це інфекція, при якій збудник зосе-реджується в певному анатоміч­ному органі чи тканині, а по організму не поши-рюється (наприклад, легенева форма туберкульозу). Генералізована — це інфекція, при якій збудник (або його токсини) поширюється по всьому організму через кров, лімфу (більшість мікроорганізмів), нервові волокна (вірус сказу, токсин збудника правця) або від однієї клітини до іншої під час контакту цих клітин (ВІЛ). Види генералізованої інфекції: бактеріемія, вірусемія, сепсис (септицемія), септикопіємія, токсинемія, токсемія. Якщо збудник циркулює в крові, але не розмножується в ній, виникає бактеріемія, рикет-семія, вірусемія (залежно від природи збудника). Зазвичай бактеріемія розвивається при черевному тифі, бруцельозі, лептоспірозі. Якщо збудник розмножується в крові, виникає сепсис. Такий стан можуть спричи-нювати багато видів мікроорганізмів: гноєтворні коки (стафілококи, стрептококи), ентеробактерії (ешерихії, протей та ін.), гриби роду СапсИсіа. Сепсис може зумо-вити один вид мікробів, а інколи і більше — 2—3 види. Близьким станом до сепсису є циклічне розмноження в крові найпростіших: малярійного плазмодія, трипаносом. При тривалому сепсисі мікроби потрапляють у внутрішні органи й утворюють вторинні гнійні вогнища. Така форма інфекції називається септикопіємією. Його ще називають вторинним метастатичним сепсисом. Бактеріемія, сепсис і септикопіємія розвиваються внаслідок пригнічення антимікробних властивостей крові. Внаслідок циркуляції в крові екзотоксину (дифтерія, правець) розвивається токсинемія, при циркуляції в крові ендотоксину розвивається токсемія. Токсемія часто розвивається в разі масового потрапляння в кров грам-негативних мікроорганізмів, під час руйнування клітин яких виділяється ендотоксин. У цьому разі розвивається бакте-ріальний або токсико-септичний шок (менінгококова інфекція).

За кількістю видів збудника розрізняють моноінфекцію і змішану інфекцію. Моноінфекцію спричинює один вид збудника (черевний тиф, дизентерія). Змішану інфекцію (мікст-інфекцію) — одночасно декілька збудників. Такі інфекції мають тяжкий перебіг. До мікст-інфекцій відносять респіраторні хвороби, які спричиню-ють бактерії, віруси, мікоплазми в різних асоціаціях. Часто мікст-інфекції спосте-рігаються при внутрішньолікарняних хірургічних інфекціях, компонентами яких можуть бути гноєтворні коки, енте-робактерії, синьогнійна паличка, бактероїди.

За повторенням проявів хвороби розрізняють вторинну інфекцію, реінфекцію, суперінфекцію, рецидив. Вторинна інфекція — це інфекція, при якій до основної інфекції приєднується інша, зу­мовлена іншим видом збудника. Наприклад, у хворого на грип може виникнути пневмонія бактеріальної етіології. Інфекція, яку спричинюють малопатогенні і непатогенні для здорового макроорганізму збудники, називається опортуністичною. Опортуністичні інфекції розвиваються на фоні імуно-дефіцитного стану макроорганізму. Реінфекція — це інфекція, яка виникає у разі повторного зараження тим самим збудником після одужання. Вона розвивається на фоні слабкого імунітету після перенесеної хвороби (гонорея, дизентерія). Суперінфекція виникає у разі повторного зараження тим самим збудником до одужання (сифіліс, малярія). Рецидив — це повернення клінічних проявів інфекції без повторного зараження. Рецидив розвивається внаслідок активації збудників, які зберігалися в макроорганізмі. Так, при висипному тифі рецидив може проявитися через 10—20 років і більше після перенесеної інфекції.

За тривалістю взаємодії мікро- і макроорганізму розрізняють го­стру, хронічну, повільну інфекційну хворобу і мікробоносійство. Гостра інфекційна хвороба має нетривалий перебіг (грип, дифтерія, коклюш). Хронічна інфекційна хвороба харак-теризується тривалим перебігом — декілька місяців і навіть років (туберкульоз). Причиною розвитку хронічної інфекційної хвороби найчастіше є трансформація (перетворення) збудника у Ь-форму. Оскільки Ь-форми бактерій не чутливі до лікарських препаратів і захисних механізмів макроорганізму, мікроорганізми можуть тривалий час персистувати в організмі. За сприятливих для збудника умов Ь-форма бактерій знову перетворюється на вихідну форму, відновлює патогенні властивості і спричинює загострення хвороби. Повільна інфекційна хвороба розвивається в тому випадку, коли збудник упродовж тривалого часу (місяці, роки) зберігається в макроорганізмі внутрішньоклітинно. Завдяки біологічним особливос-тям збудника захисні механізми макроорганізму на нього не діють, проте у сприятливих для збудника умовах він починає розмножуватися. Повільні інфекції характеризуються тривалим інкубаційним періодом (декілька років), тривалим прогресуючим перебігом хвороби, слабкою імунною відповіддю і тяжким наслідком — завжди закінчуються летально. Прикладом повільних інфекцій є ВІЛ-інфекція, коровий підгострий склерозуючий паненцефаліт.