Влияние факторов окружающей среды на реактивность организма

8.4.1. Роль реактивности макроорганизма в возникновении и развитии инфекционного процесса

Если микроб определяет специфичность инфекционного процесса, то особенности его течения и форма проявления определяют-

ся состоянием макроорганизма. Для борьбы с возбудителями инфекций макроорганизм мобилизует весь комплекс генетически пре­допределенных (видовых) и индивидуально приобретенных механизмов, препятствую­щих проникновению и размножению в нем патогенных и условно-патогенных микробов, а также действию образуемых ими факторов патогенности. Основными свойствами макро­организма, определяющими возникновение, течение и исход инфекционного процесса, являются резистентность и восприимчивость.

Резистентность(от лат. resistentia — сопро­тивление, противодействие) — это устойчи­вость организма к воздействию различных повреждающих факторов. Восприимчивость к инфекции — это способность макроорга­низма реагировать на внедрение микробов развитием разных форм инфекционного процесса.

Различают видовую и индивидуальную вос­приимчивость, а также видовую и индиви­дуальную резистентность соответственно. Видовая восприимчивость присуща всем осо­бям данного вида. По отношению к различ­ным микробам она генетически обусловлена и в значительной мере определяется особен­ностями химического состава клеток и тка­ней, наличием рецепторов и т. д. Даже если микроб попал во внутреннюю среду макро­организма, инфекционный процесс развива­ется далеко не всегда, так как состояние его восприимчивости является одним из основ­ных факторов, определяющих возможность проявления патогенного действия. При этом разные виды обладают неодинаковой чувс­твительностью к одному и тому же микробу. Например, водяные крысы, зайцы, домовые мыши и хомяки являются высоковосприим­чивыми и высокочувствительными к возбуди­телю туляремии. Они заболевают и погибают при заражении минимальными дозами этого микроба. В отличие от них кошки, лисицы и хорьки маловосприимчивы и практически нечувствительны к данному микроорганиз­му, так как даже при заражении массивными дозами возбудителя заболевание у них может протекать легко и быстро заканчиваться вы-

здоровлением. К вирусу ящура высоковос­приимчив крупный рогатый скот, а человек редко заболевает ящуром.

Восприимчивость к определенному возбу­дителю может меняться не только в процессе эволюции инфекционного агента, но и в про­цессе эволюции данного вида-рецепиента.

Под индивидуальной восприимчивостью при­нято понимать предрасположенность отде­льных индивидов к возникновению у них разных форм инфекционного процесса под действием микробов. Степень индивидуаль­ной восприимчивости определяется той или иной степенью иммунитета, приобретенно­го в результате перенесения инфекционного заболевания той же этиологии, а также про­филактических прививок, наличием сопутс­твующих заболеваний, изменяющих реактив­ность макроорганизма.

Как мера чувствительности вида или индиви­дуумак определенным микробам в количест­венном отношении восприимчивость может быть полной, высокой, умеренной, слабой или же совсем не проявляться. В зависимости от этого патогенные свойства микробов будут проявляться полностью, частично или не будут проявляться совсем, а инфекционный процесс будет протекать типично, атипично (стерто и субклинически) или не будет возникать.

Восприимчивость и резистентность макро­организма тесным образом связаны с его об­щей физиологической реактивностью или спо­собностью отвечать изменениями жизнеде­ятельности на воздействия извне, в том числе противостоять действию микробов. К числу факторов, влияющих на реактивность макро­организма, помимо принадлежности к опре­деленному виду, относятся: принадлежность к определенному полу и возраст, нарушения питания, состояние нервной, эндокринной и связанной с ними иммунной системы, а также действие биологических и социальных факто­ров внешней среды.

Различная возрастная устойчивость к ин­фекциям зависит от особенностей обмена ве­ществ, функций органов внутренней секреции и состояния иммунной системы. Известно, что дети до 6 месяцев не восприимчивы к кори, дифтерии и т.д., что связано с пас­сивной передачей специфических антител,

относящихся к иммуноглобулинам класса G, от матери к плоду в эмбриональном периоде через плаценту. При этом новорожденные, находящиеся на естественном грудном вскар­мливании, более устойчивы к возбудителям кишечных инфекций, чем дети, находящиеся на искусственном вскармливании, так как они получают с молоком матери антитела, относящиеся к иммуноглобулинам класса А и М, которые не передаются трансплацен-тарно и играют важную роль в местном ан­тибактериальном иммунитете. У взрослых и детей старшего возраста чаще развивается дифтерия зева и глотки, а у детей грудного возраста — дифтерия гортани, носа и других, редких локализаций. Эта возрастная разни­ца объясняется анатомо-физиологическими особенностями детского организма. Редкое развитие дифтерии зева и глотки у детей груд­ного возраста обусловлено недоразвитием миндалин, а также отсутствием у них не­рвных рецепторов в слизистой оболочке и лимфатическом аппарате зева. Чем меньше возраст ребенка, тем атипичней протекает ин­фекционное заболевание. Говоря о возрасте, следует отметить, что мыши, наследственно иммунные к желтой лихорадке во взрослом состоянии, чрезвычайно восприимчивы к ней в молодом возрасте. Полностью беззащит­ны к данному вирусу 3-недельные мышата. Незрелые крольчата могут безболезненно пе­реносить внутривенное введение стафило­коккового токсина в таких количествах, кото­рые являются, безусловно, смертельными для кроликов старше 4 месяцев. Новорожденные мышата и крольчата появляются на свет в недоразвитом состоянии и устойчивы к стол­бнячному токсину, тогда как взрослые мыши и кролики поражаются им. Старение сопро­вождается снижением резистентности мак­роорганизма в связи с истощением ресурсов иммунной системы, что связано как с из­менением клеточного микроокружения, так и с изменениями самих клеток иммунной системы. Процесс старения сопровождается инволюцией тимуса, изменением количества и функциональной активности лимфоцитов, активацией клеток с супрессорной активнос­тью, снижением микробоцидной активности фагоцитирующих клеток, нарушением мест-

ного иммунитета, чему способствуют хрони­ческие прогрессирующие заболевания кожи и слизистых оболочек, сопровождающиеся атрофией последних.

У девочек раньше, чем у мальчиков, про­исходит формирование иммунной системы, поэтому они более устойчивы к действию не­благоприятных факторов. С другой стороны, несмотря на то, что женский организм более устойчив к длительному воздействию неблаго­приятных факторов, чем мужской, у женщин во время менструации, беременности и родов вследствие повышения продукции гормонов-иммунодепрессантов отмечается повышенная восприимчивость к возбудителям гноеродных инфекций, возбудителям туберкулеза и дру­гим микробам.

Голодание или недоедание (алиментарная дистрофия), белковая и витаминная недоста­точность оказывают неблагоприятное вли­яние на механизмы, которые препятствуют размножению и распространению микробов в его внутреннюю среду. Они вызывают рез­кое снижение реактивности макроорганизма в результате утраты не только индивидуально приобретенного, но и видового иммуните­та. Происходит ослабление защитной фун­кции кожных покровов и слизистых оболо­чек, воспалительная реакция протекает более вяло, резко угнетается фагоцитарная актив­ность клеток, антителообразование падает, ослабляется высшая нервная деятельность, исчезают аллергические реакции, изменяет­ся клиническая картина многих заболева­ний. Нарушение питания ведет к дефициту продукции не только антител, но и многих молекул метаболических циклов (ферментов, кислот, витаминов и аминокислот, АТФ, НАД и НАДФ и т. д.), которые являются участника­ми иммунных молекулярных циклов и нарушают биохимические процессы у микробов, оказы­вая микробоцидное или микробостатическое действие. Возникает порочный круг, так как развившаяся болезнь будет способствовать дальнейшему ухудшению питания. Особенно важен дефицит витаминов и незаменимых аминокислот. Исследования показывают, что устойчивость макроорганизма к патогенным бактериям при дефектном питании чаще сни­жается, в то время как к вирусам, которые

являются облигатными внутриклеточными паразитами на генетическом уровне, она, на­оборот, усиливается, так как они не имеют собственных белоксинтезирующих систем и поэтому более зависимы от физиологическо­го состояния клетки. Таким образом, голода­ющий организм может быть более устойчи­вым к одним инфекционным агентам и менее устойчивым к другим.

Не менее важную роль играет состояние нервной, эндокринной и иммунной систем. Как и нервная система, иммунная система является одной из молодых систем макроор­ганизма, которая устроена и работает по тому же принципу, что и нервная система, но ко­нечные эффекты будут иммунными, а не ней-рогуморальными. Клетки иммунной системы имеют рецепторы к сигнальным молекулам макроорганизма — гормонам и нейромедиа-торам. Иммунная система является составной комплексной частью защиты макроорганиз­ма. Она имеет обратную связь с нервной и эндокринной системами. Показано, что ре­активность макроорганизма у животных к за­ражению микробами, действию их токсинов и антигенов зависит от типа высшей нервной деятельности. После отравления стафило­кокковым, стрептококковым и дифтерийным токсином у крыс со слабым типом высшей нервной деятельности наблюдаются явления разлитого коркового торможения более дли­тельное время, чем у животных с сильной, уравновешенной и подвижной высшей не­рвной деятельностью. Кора головного мозга играет иммуномодулирующую роль, проявля­ющуюся в том, что левое полушарие осущест­вляет контроль за деятельностью Т лимфо­цитов, активность которых подавляется при ее разрушении, а правое полушарие контро­лирует деятельность В-лимфоцитов и макро­фагов. У левшей чаще развиваются аутоим­мунные заболевания. Психоэмоциональные и посттравматические депрессии, стресс и переутомление ведут к угнетению иммунных реакций в результате повышенного выброса глюкокортикоидов, одна из функций которых заключается в защите макроорганизма от ги­перактивности иммунной системы и развития аутоиммунных процессов. С другой стороны, по каналам обратной связи активация им-

мунной системы запускает механизмы ЦНС. Клинической иллюстрацией этого являются невротические и психиатрические побочные эффекты при лечении интерфероном.

Все иммунные процессы протекают в нейро-эндокринном окружении. Эндокринная систе­ма также работает по принципу обратной связи. Заболевания эндокринной системы ведут к зна­чительным изменениям реактивности макроор­ганизма. Так, у больных сахарным диабетом от­мечается повышенная восприимчивость к воз­будителям гноеродных инфекций, что связано с отсутствием стимулирующего влияния на им­мунную систему инсулина, нарушением обмена веществ и подавлением фагоцитоза. Дефицит продукции соматотропного гормона — гормона роста, образуемого передней долей гипофиза и участвующего в регуляции всех видов обме­на веществ в организме человека и животных, ведет к недоразвитию тимуса, относящегося к центральным органам иммунной системы, и соответственно к ослаблению иммунных ре­акций в результате развития иммунодефици­та. Глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены и прогестерон подавляют иммунные реакции макроорганизма, а гормон роста, тироксин и инсулин обладают стимулирующим действием.

Важную роль в формировании индивиду­альной реактивности организма имеет гене­тический полиморфизм. Резистентность и вос­приимчивость носят полигенный характер. Резистентность включает не только устойчи­вость к непосредственному возникновению ин­фекции, но и к дальнейшему ее развитию, удер­жанию в латентном состоянии. В ряде случаев предполагается наличие фазовой устойчивости к определенным стадиям развития микроба. Генетическая устойчивость к микробам может реализоваться как через иммунную систему, так и минуя ее. Среди генетических факторов им­мунной системы в развитии инфекции наиболее изучена роль антигенов МНС, а также мутаций генов, регулирующих фагоцитоз, дифференци­ацию Т- и В-лимфоцитов, продукцию интер­ферона и т. д. Среди генетических факторов, не реагирующих через иммунную систему, можно отметить: мутации в рецепторах, нарушающих лиганд-рецепторное взаимодействие; мутации в субстратах, метаболизируемых узкоспециали-зируемыми микробами, и т. д.

Устойчивость к микробам у отдельных ин­дивидуумов, популяции, этнических групп и рас всегда носит относительный характер.

Таким образом, разнообразие проявлений инфекционного процесса, клинический поли­морфизм инфекционных болезней являются следствием не только биологических свойств возбудителей данного инфекционного про­цесса, но и особенностей индивидуальной ре­активности поражаемого ими макроорганиз­ма. При этом факторы, ослабляющие защит­ные функции макроорганизма, способствуют распространению инфекции, а факторы, по­вышающие резистентность макроорганизма, наоборот, препятствуют ее развитию. В отли­чие от иммунокомпетентного макроорганиз­ма, в иммунодефицитном макроорганизме резистентность является предопределяющей в возникновении инфекционного процесса. При этом в более чувствительном иммуно­дефицитном макроорганизме происходит се­лекция высоковирулентных штаммов микро­бов, а в иммунном макроорганизме — мало­вирулентных.

8.4.2. Влияние биологических и социальных факторов окружающей среды на реактивность макроорганизма

Развитие и исход инфекционного процесса во многом определяются условиями окружа­ющей среды, в которой происходит взаимо­действие микробов с восприимчивым мак­роорганизмом. Внешняя среда играет важную роль в активации механизма передачи инфекции и развитии эпидемического процесса.

Разнообразные физические, химические и биологические факторы оказывают свое не­благоприятное воздействие не только на мик­робы, но и на макроорганизм. Классические работы Л. Пастера показали, что даже ес­тественный видовой врожденный иммунитет не является абсолютным. Куры, которые в естественных условиях не восприимчивы к возбудителю сибирской язвы, в его экспери­ментах утрачивали свою видовую невоспри­имчивость в результате переохлаждения после погружения конечностей в холодную воду. В настоящее время этого можно достигнуть путем применения жаропонижающих препа­ратов. Перегревание, как и переохлаждение,

влечет за собой нарушение биохимических процессов в макроорганизме, что способс­твует снижению устойчивости к микробам. Влияние температуры на сопротивляемость макроорганизма во многом связано со сни­жением активности фагоцитоза и активности иммунной системы в целом.

На роль температуры и влажности окружа­ющей среды указывают сезонные подъемы за­болеваемости различными инфекциями дыха­тельных путей. Низкая температура и высокая относительная влажность, наблюдающаяся в осенне-зимний период, оказывают неблаго­приятное воздействие на реактивность мак­роорганизма, снижая барьерфиксирующую функцию тканей носоглотки, что сопровож­дается повышением восприимчивости к раз­личным возбудителям, вызывающим заболе­вания верхних дыхательных путей.

Помимо температуры и влажности, опреде­ленную роль играет действие таких природных факторов, как ультрафиолетовое излучение, ио­низирующая радиация и т. д. Действие солнеч­ных лучей на макроорганизм зависит от длины волны, интенсивности и длительности воздейс­твия. Солнечный свет благоприятно действует на макроорганизм и в значительной степени повышает устойчивость к инфекциям. В то же время длительное и интенсивное облучение со­провождается понижением устойчивости мак­роорганизма к патогенным микробам. Большое значение в нарушении сопротивляемости ор­ганизма придается действию ионизирующей радиации. Установлено, что небольшие дозы рентгеновских лучей повышают резистентность животных к различным заболеваниям, а повы­шенные дозы снижают ее, способствуя актива­ции нормальной микрофлоры, развитию бак­териемии и септицемии. При этом нарушается проницаемость слизистых оболочек, уменьша­ется их барьерфиксирующая способность, сни­жаются функциональная активность фагоцитов и защитные свойства крови. Особую опасность для человека представляют возрастающие дозы ионизирующих излучений, вызывающие глу­бокие изменения кроветворной функции кос­тного мозга — поставщика клеток иммунной системы.

У некоторых людей в периоды солнечных вспышек повышается нервная возбудимость,

обостряется течение хронических заболеваний и т. д. В эти периоды усиливается также ин­тенсивность взаимодействий в экологических системах микроб-жертва. В своих исследова­ниях А. Л. Чижевский, разработавший учение о биокосмической природе эпидемических катастроф, и С. Т. Вельховер обнаружили, что патогенность возбудителей инфекционных болезней в такие критические периоды изме­няется в сторону повышения их активности (эффект Чижевского—Вельховера). В отличие от этого, защитные силы макроорганизма ос­лабевают под влиянием пертурбаций магни­тосферы и усиления интенсивности излуче­ний Солнца. Природа магнитоэлектрических сил дает основания полагать, что они влияют непосредственно на конформацию молеку­лярных компонентов живых существ, в том числе и молекул, обеспечивающих взаимо­действие в системах микроб-жертва.

Говоря о действии факторов внешней среды на организм человека, прежде всего следует помнить об огромном влиянии воздействия на него социальных антропогенных факто­ров, таких как прием антибиотиков и имму-нодепресантов, антиметаболитов и цитоста-тиков, способствующих снижению реактив­ности макроорганизма в результате развития иммунодефицита, применение с лечебной целью облучения, интенсивные испытания ядерного оружия, применение пестицидов и т. д. Существенное влияние на развитие и течение инфекционного процесса оказыва­ет проведение профилактических прививок. Вакцинация ведет не только к формированию искусственного активного приобретенного иммунитета, но и созданию вакуума вирулент­ности за счет вытеснения высоковирулентных диких штаммов микробов не вирулентными вакцинными штаммами. Такое нарушение баланса между микробами и макроорганиз­мом приводит к его восстановлению за счет проникновения в популяцию других, ранее неизвестных патогенов.

Исследования по воздействию антропоген­ных факторов, проведенные под руководс­твом А. А. Воробьева, показали, что у ра­ботников химических предприятий и лиц, проживающих на территории, граничащей с ними, отмечается тотальное снижение основ-

ных показателей иммунитета. Другим при­мером антропогенного воздействия внешней среды на организм человека может служить аральская зона экологического бедствия, у 80 % жителей которой выявлены серьезные различные нарушения иммунной системы.

Обычно экологические факторы ускоряют появление инфекционных болезней у людей путем создания контакта людей с естествен­ным резервуаром или хозяином инфекции. Значение социально-бытовых условий про­является в распространении инфекционных заболеваний среди лиц, проживающих на определенной территории и занимающихся определенным производственным видом де­ятельности. Так, например, в силу профес­сиональных особенностей зоонозами чаще болеют лица, работающие с животными и проживающие в сельской местности: ветери­нары, доярки, охотники, работники мясоком­бинатов и т. д. Роль производственных фак­торов отражена в образных названиях ряда инфекционных болезней, таких как сибирс­кая язва («болезнь тряпичников»), туберкулез («болезнь пролетариата» или «слезы нищеты, выплаканные внутрь»), брюшной тиф («бо­лезнь коммунальщиков») и т. д.

Важную роль в распространении инфек­ционных заболеваний играют материально-бытовые условия жизни, уровень развития общества, его санитарной культуры, нацио­нальные и религиозные обычаи, политичес­кая и экономическая ситуация в обществе и т. д. Например, в ряде развивающихся тро­пических стран существует обычай прикла­дывать к пуповине новорожденных (для ее обработки) навоз, землю, глину, помет птиц, порошки, приготовленные из различных суб­стратов и продуктов, которые часто содержат споры С. tetani, что способствует развитию столбняка у новорожденных. Во Вьетнаме встречается фарингеальная форма чумы, что связано с обычаем у маленьких ростом вьет­намок собирать зубами друг у друга в волосах блох, являющихся переносчиками возбуди­теля чумы, и раздавливать их. В ряде стран, в силу религиозных и национальных обыча­ев, существуют ограничения на употребление определенных продуктов питания, что ведет к обеднению и без того скудного пищевого

рациона и неблагоприятно сказывается на со­стоянии макроорганизма. В силу националь­ных особенностей и традиций источником ботулизма в США служат растительные кон­сервы, в странах Европы — мясные консервы, а в России — рыба и рыбные консервы.

В качестве примера влияния природных факторов через социальные условия на рас­пространение инфекционных болезней можно привести весенне-летнюю сезонность подъ­ема заболеваемости клещевым энцефалитом. Благоприятная температура окружающей сре­ды способствует повышению активности кле­щей, являющихся резервуаром и источником вируса клещевого энцефалита. Изменение кли­матических условий обуславливает и сезонный характер работы человека, а именно сбор трав, грибов и ягод, охота и рыболовство, что ведет к усилению контакта с клещами, активации трансмиссивного механизма передачи вируса и росту заболеваемости клещевым энцефалитом. Другим примером влияния социальных фак­торов является рост заболеваемости воздуш­но-капельными инфекциями у школьников после начала учебного года. Начало занятий в школах ведет к обновлению и перемешиванию коллектива детей, увеличению не иммунной прослойки, скученности большого количества людей в закрытых помещениях и активации воздушно-капельного механизма передачи ин­фекций при заносе микробов извне.

Возникновению новых и активации ста­рых инфекционных болезней способствуют такие социальные факторы, как изменение технологии производства, особенно пищевых продуктов; технологии разведения домашних и сельскохозяйственных животных; развитие международного туризма и коммерции; изме­нение поведения людей и т. д.

В индустриально развитых странах при­близительно 50 % взрослого населения пе­реносят первичное инфицирование вирусом Эпштейна—Барр в детском или подростко­вом возрасте. Первый пик подъема антител к данному вирусу отмечается у детей, второй пик — у подростков, что связано с повыше­нием их социальной и половой активности. Максимальная частота инфекционного мо-нонуклеоза отмечается у девочек в возрасте 14—16 лет, а у мальчиков в 16—18 лет. К окон-

чанию подросткового периода большинство лиц являются сероположительными.

Необходимо помнить, что инфекционные болезни это, прежде всего, социальные за­болевания (социальная проблема общества). Рост их свидетельствует об экономическом неблагополучии в обществе, его слабом эконо­мическом развитии. Классическим примером социальных заболеваний являются туберкулез и лепра, трахома и сифилис, протозойные ин­вазии и кишечные инфекции. Особенно резко проявляется влияние социальных факторов во время политической и экономической неста­бильности, сочетающейся с природными ка­таклизмами. Национальные бедствия, военные действия ведут к значительной гибели людей, уничтожению природных и экономических ресурсов, бесконтрольной миграции населе­ния, обусловленной отсутствием безопаснос­ти для жизни, ухудшением материальных, а также санитарно-бытовых условий жизни. Все это препятствует своевременному проведению эффективных лечебно-профилактических ме­роприятий, так как помимо медицинских задач надо одновременно решать массу других, более важных экономических проблем. Ситуация коренным образом может измениться лишь в том случае, если жизнь каждого человека будет представлять для общества самую главную ду­ховную и материальную ценность.