Эволюция микроорганизмов и инфекционных заболеваний

Современная медицина осуществляет эффективную профилактику и терапию полиомиелита, туберкулеза, сифилиса и многих других инфекционных заболеваний. Значительное снижение летальности при инфекциях, еще недавно крайне опасных, улучшение медицинской помощи, питания, жилищных условий и ряд других факторов способствовали значительному увеличению средней продолжительности жизни человека за последние 100 лет. При этом существенно возросла актуальность болезней периода новорожденности и пожилого возраста.

В настоящий период в условиях глобальных негативных изменений природной среды, стремительных социальных изменений эволюция болезней, в первую очередь инфекционных, ускоряется, ее темпы измеряются уже не тысячелетиями или столетиями, а лишь десятилетиями. По данным ВОЗ, с 1976 по 1996 г. — срок ничтожный по историко-биологическим меркам — появилось 30 новых инфекционных болезней. Это такие тяжелые заболевания, как криптоспоридиоз, легионеллез, лихорадки Марбург и Эбола, энтериты, вызываемые бывшими «мирными» микробами E. coli, бешенство коров, венесуэльская и бразильская геморрагические лихорадки, целый алфавитный набор гепатитов, в том числе вызывающих рак и цирроз печени. Официальные данные ВОЗ свидетельствуют: в цивилизованном мире каждые два года возникают 3 новые инфекционные болезни. В последние годы появились возбудители нередко смертельных болезней — вирусы западнонильской лихорадки, атипичной пневмонии (SARS) и птичьего гриппа.

Изменяется характер взаимодействия патогенов с организмом хозяина. В круг возбудителей вовлекаются все новые представители мира микробов, в первую очередь условно-патогенные. Повсеместно распространяется длительная персистенция патогенов, способных длительно сохраняться не только в организме хозяина, но и в объектах внешней среды. В неблагоприятных условиях патогены могут переходить в некультивируемое состояние, когда бактерии не способны реплицировать свою ДНК, но сохраняют остаточный уровень метаболизма, необходимый для поддержания целостности клетки. Появляются стертые, атипичные, медленно текущие, хронические патологические процессы или бессимптомные формы заболеваний, частота которых оказывается неизмеримо больше, чем острых инфекций.

В последние 15 лет мир микробов, состоящий из простейших, бактерий и вирусов, пополнился вироидами — небелковыми инфекционными агентами и прионами — безнуклеиновыми инфекционными частицами, представленными белками, которые вызывают медленно развивающиеся инфекции у человека и животных. Важным аспектом эволюции является устойчивый рост частоты так называемых болезней цивилизации — заболеваний, которые стали регистрироваться особенно часто или даже появились впервые на высоте развития материальной и духовной культуры человеческого общества (гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка, неврозы, наркомании, СПИД).

Так, для инфекционных болезней в странах Европы, начиная с 70-х годов ХХ века, характерными стали:

• уменьшение доли инфекционных болезней как причины смертности;

• практически полное исчезновение оспы, холеры, чумы, сыпного и возвратного тифа, полиомиелита;

• значительное снижение заболеваемости корью, коклюшем, дифтерией;

• рост заболеваемости вирусными инфекциями;

• возрастание заболеваемости тропическими инфекциями и зооантропонозами;

• увеличение этиологической значимости условно-патогенных микроорганизмов.

Эпидемиологические последствия урбанизации. Последняя стала фактором становления легионеллеза как одной из современных форм инфекционной патологии человека. В условиях урбанизации появилась возможность реализации аспирационного механизма передачи возбудителей благодаря распространению кондиционеров, душевых установок и т.п. Связанное с урбанизацией развитие системы крупных овощехранилищ в городах определило формирование современной эпидемиологической значимости псевдотуберкулеза. С резким расширением масштабов медицинских манипуляций возросла значимость парентерального пути передачи возбудителей таких инфекций, как вирусные гепатиты В, С и др. Вместе с тем упорядочение городских свалок привело к ликвидации легочной формы сибирской язвы, ранее весьма распространенной под названием «болезнь тряпичников».

Учение об инфекции (инфекционном процессе): определение понятия, причины и условия возникновения. Отличия инфекционных и неинфекционных заболеваний. Периоды инфекционного заболевания. Исходы инфекционного заболевания.

Инфекция или инфекционный процесс, представляет собой совокупность физиологических и патологических адаптационных и репарационных реакций, которые возникают и развиваются в макроорганизме в процессе взаимодействия с патогенными МО, вызывающими нарушения его внутренней среды и физиологических функций.

Отличия инфекционных заболеваний от неинфекционных:

1. Причина заболевания – живой агент, при этом каждая болезнь имеет своего возбудителя.
2. Сложные процессы взаимодействия между патогенными МО и продуктами их жизнедеятельности – токсинами, ферментами – с одной стороны, и клетками, тканями и органами организма хозяина с другой.

Условия возникновения:

1. Инфицирующая доза заболевания – минимальное количество микробных клеток, способных вызвать инфекционный процесс.

2. Микроб должен попасть во входные ворота, т.е. орган в котором он может размножаться.

3. Патогенность - способность микроба вызывать инфекционный процесс у хозяина.

4. Степень патогенности – вирулентность – индивидуальный штаммовый признак.

Клинические стадии:

• инкубационный период — период от момента проникновения инфекционного агента в организм человека до появления пер­вых предвестников заболевания. Возбудитель в этот период обычно не выделяется в окружающую среду, и больной не представляет эпидемиологической опасности для окружающих;

• продромальный период — проявление первых неспецифических симптомов заболевания, характерных для общей интоксикации макроорганизма продуктами жизнедеятельности МО и возможным действием бактериальных эндотоксинов, освобождающихся при гибели возбудителя; они также не вы­деляются в окружающую среду (хотя при кори или коклюше больной в этот период уже эпидемиологически опасен для ок­ружающих);

• период разгара заболевания — проявление специфических сим­птомов заболевания. При наличии в этом периоде развития за­болевания характерного симптомокомплекса клиницисты на­зывают такое проявление заболевания манифестной инфекцией, а в тех случаях, когда заболевание в этот период протекает без выраженных симптомов, — бессимптомной инфекцией. Этот пе­риод развития инфекционного заболевания, как правило, со­провождается выделением возбудителя из организма, вследст­вие чего больной представляет эпидемиологическую опасность для окружающих;

• период исходов.

В этот период возможны:

• рецидив заболевания — возврат клинических проявлений бо­лезни без повторного заражения за счет оставшихся в орга­низме возбудителей;

• суперинфекция — инфицирование макроорганизма тем же возбудителем до выздоровления. Если это происходит после выздоровления, то будет называться реинфекцией, так как возникает в результате нового заражения тем же возбудителем;

• микробоносительство — носительство возбудителя какого-либо инфекционного за­болевания без клинических проявлений;

• полное выздоровление (реконвалесценция) — в этот период воз­будители также выделяются из организма человека в больших количествах, причем пути выделения зависят от локализа­ции инфекционного процесса.

• летальный исход. При этом необходимо помнить, что трупы инфекционных больных подлежат обязательной дезинфек­ции, так как представляют собой определенную эпидемио­логическую опасность из-за высокого содержания в них микробного агента.

Роль микроорганизма в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность: определение понятий, характеристика, генетический контроль. Острова патогенности. Секреторные системы. Внутриклеточный паразитизм микроорганизмов (кроме вирусов). Механизмы персистенции микроорганизмов.

Микробы являются причиной инфекции. Возбудителями инфекций, или инфекционных процессов, явля­ются патогенные, или болезнетворные МО, обладаю­щие способностью прикрепляться (адгезироваться) к клеткам оп­ределенных органов, размножаться и колонизировать поражае­мые участки.

Патогенность – способность определенных МО вызывать инфекционный процесс у чув­ствительного к ним человека. Пато­генность определяется комплексом признаков, контролируемых многими группами генов. Таким образом, патогенность является полидетерминантным признаком, который обусловливается налчием в структуре МО биологически активных ве­ществ — белков, полисахаридов, липидов и их комплексов, а так­же их способностью образовывать токсины и некоторые фер­менты.

Патогенность характеризуется специфичностью, т. е. способ­ностью вызывать типичные для данного вида возбудителя патоморфологические и патофизиологические изменения в определен­ных тканях и органах при естественных для него способах заражения. Генотип патогенного МО фенотипически проявляется в его вирулентных и токсичес­ких свойствах. Наряду с патогенными существуют так называе­мые условно-патогенные МО. Они чаще всего явля­ется естественными обитателями разных биотопов организма че­ловека и вызывают заболевания только при резком снижении об­щего и местного иммунитета.

Вирулентность — это степень патогенности, связанная с живой, активно метаболизирующей клеткой возбудителя, которую суммарно можно выразить в условно принятых едини­цах — DLM и LD50. DLM (Dosis letalis minima) — мини­мальная смертельная доза, равная наименьшему количеству микробных клеток, при котором при определенном способе заражения вызывает гибель 95 % восприимчивых животных определенного вида, веса и возраста в течение заданного времени. LD50, вызы­вающая гибель 50% зараженных животных, является более точной дозой.

Вирулентность можно рассматривать как фенотипический признак, проявляющийся в организме хозяина в способности инфекционного агента прикрепляться к чувствитель­ным клеткам, колонизировать и вызывать их поражение.

К свойствам вирулентности относится способность бактерии прикрепляться к эпителиальным клеткам (адгезия), размножать­ся на их поверхности (колонизация), проникать в эти клетки (пенетрация) или в подлежащие ткани (инвазия), противостоять факторам неспецифической и иммунной защиты организма (аг­рессия). Токсикогенность.

Понятие персистентности (инфицированности): МО попадают в орга­низм человека и могут существовать в нем, не проявляя себя достаточно долгое время. Это происходит с вирусом герпеса и очень часто с возбудителем туберкулеза и ВИЧ-инфекции.

Ускользание МО от иммунитета:

Ÿ Разрушение комплемента

Ÿ Разрушение иммуноглобулинов

Ÿ Угнетение Т-лимфоцитов

Ÿ Антигенная изменчивость

Ÿ Антигенная мимикрия

Ÿ Угнетение внутриклеточных механизмов бактерицидности фагоцитов

Отличие бактерионосительства от персистенции:

- при носительстве человек выделяет возбудитель в окружающую среду и является опасным для окружающих;

- при персистенции инфицированный человек в окружающую среду микроорганизм не выделяет, следовательно, не опасен для окружающих в эпидемиологическом отношении.

Острова патогенности и типы секреции. Было обнаружено, что большая часть так называемых факторов патогенности располагается на хромосомах отдельными кластерами из функционально связанных групп генов. Последовательности этих кластеров отличались от большей части генома, что позволили выдвинуть предположение об их «чужеродном» происхождении. Позже подобные структуры были найдены на плазмидах, однако они не охватывают всего многообразия таких структур, имеющихся на хромосомах. Эти наблюдения позволили выдвинуть концепцию «островов патогенности», расположенных на дискретных и часто имеющих чужеродное происхождение участках ДНК, кодирующих группы вирулентных признаков. Одновременно стали накапливаться сведения о механизме доставки синтезируемых факторов патогенности за пределы бактериальной клетки. В частности у вида Yersinia была обнаружена секреторная система (III типа), закодированная в одном из «островов патогенности». Механизм действия такой системы способствует продвижению эффекторных молекул в участки клетки хозяина, где они оказываются способными изменять его физиологию.

Для осуществления секреции все системы используют энергию АТФ-гидролиза. I и III типы секретируют белки через внутреннюю мембрану и клеточную оболочку бактерии за одну стадию; секретируемые белки не делают промежуточной остановки в периплазматическом пространстве, как это наблюдается при II типе секреции. Системы I и III типа сходны еще тем, что они не удаляют какой-то части секретируемого белка. В противоположность этому, N-концы белков, секретируемых по II пути, утрачиваются ими при прохождении периплазматического пространства. I тип секреции представлен значительно меньшим количеством компонентов, чем III. Секреция эффекторных белков системой III типа происходит непосредственно после контакта возбудителя инфекционной болезни с клеткой хозяина (в отличие от систем I и II типов). Поэтому ее можно назвать контактзависимой. Из возбудителей, использующих III тип секреторной системы, лучше всего изучена Yersinia pestis, вызывающая чуму, а также некоторые энтеропатогены (семейств Yersinia, Salmonella, Shigella и ЕРЕС), вызывающие как диарею, так и системные инфекции.

Поиск по сайту: