Роль возбудителя инфекционного процесса

Для того чтобы вызвать инфекционный процесс, возбудитель как участник инфекционного процесса должен обладать двумя основными качествами: патогенностью и вирулентностью.

Патогенность (болезнетворность) (от греч. pathos - «страдание», genos - «рождение») - генетически детерминированная потенциальная способность микроорганизма вызывать инфекционный процесс у одного или нескольких видов организма хозяина. Патогенность - видовой признак микроорганизма. Условно патогенные микроорганизмы вызывают инфекционный процесс только у иммунодефицитных лиц, например, Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis, Klebsiella pneumoniae.

Мерой патогенности является вирулентность (от лат. virulentis - «ядовитый») - степень патогенности (количественная мера) конкретного штамма по отношению к конкретному индивидууму - хозяину. По этому признаку все штаммы патогенного микроорганизма данного вида могут быть подразделены на высоко-, умеренно, слабои авирулентные.

Количественную оценку вирулентности штамма проводят на модели экспериментальной инфекции, определяя летальные дозы. Летальная доза (LD - Dosis Letalis) - наименьшее количество возбудителя или токсина, вызывающее в определенный срок гибель конкретного количества (%) животных, взятых в опыт.

К условно принятым единицам измерения вирулентности относятся:

- DCL (Dosis Certa Letalis) - смертельная доза, вызывающая 100% гибель инфицированных животных;

- LD₅₀ - количество бактерий, вызывающее гибель 50% животных в экспериме

DLM (Dosis Letalis Minima) - наименьшее количество бактериальных клеток, способное вызвать гибель 95% животных восприимчивого вида определенных массы тела, пола, возраста при определенном способе заражения и в течение заданного времени.

Материальную основу вирулентности составляют факторы патогенности.

В развитии инфекционного процесса можно выделить несколько стадий.

- Проникновение микроорганизмов в макроорганизм, их прикрепление (адгезию) к клеткам макроорганизма и колонизацию, формирование первичного очага инфекции, распространение микроорганизмов за пределы первичного очага, приводящее к генерализации инфекции. После этого микроорганизмам приходится противостоять защитной реакции макроорганизма, например, фагоцитозу.

- Образование патогенными микроорганизмами в процессе жизнедеятельности токсинов, ферментов, которые оказывают как местное, так и генерализованное болезнетворное действие на макроорганизм.

Каждая из этих стадий обеспечивается определенными факторами патогенности.

Колонизация - расселение микроорганизмов в определенном биотопе хозяина. Эта стадия инфицирования организма начинается с адгезии - прикрепления возбудителя к клеткам макроорганизма у входных ворот инфекции.

Адгезия и колонизация - пусковые моменты инфекционного процесса. Благодаря им микроорганизм закрепляется в чувствительном макроорганизме. Структурные компоненты бактериальной клетки, обеспечивающие адгезию, называются адгезинами. У грамположительных бактерий ими являются липотейхоевые кислоты и белки клеточной стенки. У грамотрицательных бактерий эту функцию выполняют пили. Закрепление возбудителя на клетках организма хозяина способствует расселению микроорганизмов в инфицированном участке организма хозяина. Этот процесс протекает при участии бактериальных ферментов - протеаз, разрушающих секреторную защиту организма IgA, а также благодаря действию бактериоцинов и антиоксидантов.

показано 6 из 16

Адгезия является также пусковым звеном в образовании биопленки.

Биопленки - высокоорганизованные сообщества бактерий, необратимо прикрепленные к субстрату и друг к другу и защищенные продуцируемым этими клетками внеклеточным полимерным матриксом. Биопленки могут быть образованы бактериями одного или нескольких видов. В составе биопленки бактерии защищены от антибактериальных препаратов, включая антибиотики, дезинфектанты, бактериофаги. Многие хронические инфекции, возникновение которых связано с использованием медицинского имплантированного оборудования (катетеров, протезов, искусственных клапанов сердца), обусловлены способностью бактерий расти в виде биопленок на поверхности этих устройств.

Следующей стадией в развитии инфекционного процесса является проникновение возбудителя во внутреннюю среду организма хозяина и распространение по его тканям и органам. При этом микроорганизму приходится противостоять защитным факторам макроорганизма. Этот процесс называется инвазией (от лат. invasio - «нападение»), в котором у грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов активное участие принимают ферменты агрессии и инвазии.

К ферментам агрессии и инвазии относятся:

- гиалуронидаза - разрушает гиалуроновую кислоту, входящую в состав соединительной ткани, способствуя проникновению микроорганизма вглубь тканей макроорганизма;

- лецитовителлаза - расщепляет липопротеид мембран клеток хозяина;

- нейраминидаза (NA) - расщепляет нейраминовую (сиаловую) кислоту поверхностных рецепторов клеток слизистых оболочек, способствуя открытию рецептора клетки хозяина и делая его доступным для взаимодействия с бактериальными токсинами;

- фибринолизин - растворяет сгусток фибрина, способствуя распространению микроорганизма по макроорганизму;

показано 7 из 16

коагулаза - свертывает плазму крови, окутывая микроорганизм нитями фибрина, делая его недоступным для действия защитных сил макроорганизма;

- IgA-протеаза - расщепляет IgA, инактивируя действие АТ;

- коллагеназа - фермент, расщепляющий коллаген мышечных волокон;

- лецитиназа С - фермент, разрушающий ЦПМ клеток, действуя на лецитин клеточных мембран.

Процесс инвазии у некоторых грамотрицательных бактерий обеспечивается белками, секретируемыми внутрь клетки структурой, напоминающей по форме шприц, которая называется III типом секреторной системы (см. рис. 4.1). Эти секреторные белки вызывают реорганизацию цитоскелета клетки хозяина, что способствует проникновению в нее бактерии, а также различные нарушения функций клеток хозяина, приводящие в конечном итоге к патологическому процессу.

Размножаясь в организме, микроорганизмы должны противостоять защитным силам макроорганизма, в частности, фагоцитозу. Вещества бактериальной клетки, обладающие антифагоцитарной активностью, могут действовать на различные стадии фагоцитоза.

К антифагоцитарным факторам относятся:

- капсулы (S. pneumoniae, N. meningitidis) и поверхностные структуры бактериальной клетки (А-белок у S. aureus), препятствующие связыванию микроорганизма с фагоцитом;

- ферменты, разрушающие бактерицидные факторы фагоцита (каталаза);

- корд-фактор возбудителей туберкулеза, предотвращающий образование фаголизосомы.

Большую роль в развитии инфекционного процесса играют токсины (от греч. toxikon - «яд»).

По физико-химическим и биологическим свойствам токсины делятся на экзо- и эндотоксины.

Экзотоксины - вещества белковой природы, секретируемые вирулентными штаммами микроорганизмов и оказывающие токсическое действие на клетки и ткани организма хозяина. Они секретируются живой бактериальной клеткой, полностью инактивируются под действием высокой температуры (90-100 °C). Их можно инактивировать формалином в концентрации 0,3-0,4% при температуре 37 °C в течение 3-4 нед, при этом они сохраняют свою антигенную специфичность и иммуногенность, т.е. переходят в вакцину-анатоксин (столбнячный, дифтерийный, ботулиновый, стафилококковый и