Глава 13. Инфекция

Инфекция (лат. inficere - заражать), или инфекционный процесс -это процесс взаимодействия патогенного микроорганизма и воспри­имчивого макроорганизма (хозяина) в определенных условиях внеш­ней среды. В крайней своей форме инфекционный процесс выражается в виде инфекционного заболевания.

Попадание микроорганизма в организм человека не всегда при­водит к заболеванию. Возникновение, течение и исход инфекционного процесса зависят от трех основных условий. Это: I) свойства патоген­ного микроорганизма; 2) состояние восприимчивого макроорганизма; 3) условия внешней среды. Кроме того, имеют значение входные воро­та инфекции и доза микробов.

Свойства патогенного микроорганизма

Патогенность (лат. pathos - страдание, греч. genesis - про­исхождение) буквально означает болезнетворность, способность выз­вать болезнь. Это видовой признак микроба, передающийся по наслед­ству. Патогенность - потенциальная способность, которая не всегда реализуется, а только при наличии определенных условий. Существу­ют микроорганизмы безусловно патогенные, условно-патогенные и непатогенные, и резких границ между ними нет. Для патогенных мик­робов характерна специфичность - способность вызывать определен­ную болезнь. Туберкулез вызывает только туберкулезная палочка. Органотропность -способность патогенного микроба паразитировать только в определенных органах и тканях. Так, холерный вибрион по­ражает слизистую оболочку тонкой кишки. В то же время стафилокок­ки не обладают такой органотропностью и могут поражать различ­ные органы и ткани. Патогенность - это признак, который характери­зует вид в целом. Например, палочки дизентерии патогенны. Но внут­ри вида могут быть более или менее патогенные штаммы. Степень или мера патогенности - это вирулентность. Вирулентность определяют на Лабораторных животных. Минимальная смертельная доза, Dosis letalis minima (Dlm) - это минимальная доза, которая вызывает гибель всех зараженных этой дозой животных. Более точной является срединная летальная доза (LD₅₀), вызывающая гибель 50% взятых в опыт живот­ных. Этот показатель вычисляется математически по формуле.

Факторы (материальные основы) патогенности (вирулентности) микробов

Патогенность микробов обусловлена следующими свойствами:

- адгезивность и способность к колонизации;

- инвазивность;

- антифагоцитарная активность;

- токсинообразование.

Адгезивность (лат. adhaesio - прилипание) - способность микроба прикрепляться к определенным клеткам. Адгезивность гра-мотрицательных бактерий связана с пилями общего типа, грамполо-жительных - с белками и липотейхоевыми кислотами клеточной стен­ки.

Начало инфекционного процесса связано с адгезией и колони­зацией - размножением на поверхности чувствительных клеток.

Инвазивность - способность патогенных микробов проникать и рас­пространяться в тканях организма. Связана с выделением ферментов, разрушающих соединительную ткань или оболочки клеток.

Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту - межклеточное вещество соединительной ткани, коллагеназа - коллагеновые волок­на, фибринолизин - фибрин, образующийся в очагах воспаления, му-циназа - слизистое вещество, нейраминидаза - нейрамнновую (сиаловую) кислоту мембраны клеток.

Антифагоцитарная активность - способность противостоять фа­гоцитозу. Она связана с капсулой патогенных микробов, с поверх­ностными белками (А-протеин стафилококка, М-протеин стрептокок­ка), с полисахаридной слизью синегнойной палочки.

Токсинообразование. Токсические вещества бактерий подразделяют на экзотоксины и эндотоксины.

Экзотоксины выделяются микробами в окружающую среду в про­цессе жизнедеятельности. Получают их путем выращивания микробов на жидкой питательной среде с последующим фильтрованием через бак­териальный фильтр или центрифугированием для получения бескле­точного фильтрата или центрифугата. По химической природе это бел­ки, в большинстве своем они термолабильны, разрушаются при 60°С. Экзотоксины высокотоксичны. Сила их токсического действия изме­ряется в Dlm или LD₅₀. Самый сильный из экзотоксинов - ботулинический токсин. Очищенный кристаллический токсин в 1 мг содержит 100 млн. Dlm для белой мыши.

Для экзотоксинов характерна способность избирательно дейс­твовать на определенные органы и ткани. Например, столбнячный ток­син поражает двигательные нейроны. Клиническая картина забо­левания определяется избирательностью действия токсина.

Экзотоксины - сильные антигены, в ответ на них в организме вы­рабатываются антитела - антитоксины (греч. anti - против), способ­ные специфически нейтрализовывать именно тот токсин, в ответ на который они образовались.

При комбинированном действии формалина и тепла экзотоксины теряют ядовитость, но сохраняют антигенность. Таким образом по­лучают анатоксины (греч. ana - подобно), или, как принято называть их в зарубежной литературе, - токсоиды. Эти препараты используют с профилактической целью, для создания в организме искусственного антитоксического иммунитета.

Бактерии, продуцирующие экзотоксин, называют токсигенными.

Это стафилококки, стрептококки, один из видов бактерий дизентерии, холерные вибрионы, палочки дифтерии, столбняка, ботулизма, газо­вой анаэробной инфекции и другие.

Эндотоксины содержатся в клеточной стенке грамотрицательных бактерий, освобождаются при разрушении микробной клетки. По хи­мической природе это липополисахариды (ЛПС). Они термостабиль­ны, переносят кипячение и даже автоклавирование в нейтральной сре­де. Менее токсичны, чем экзотоксины.

Эндотоксины не обладают избирательностью действия. Незави­симо от того, из каких бактерий получены эндотоксины, они вызы­вают однотипную клиническую картину. При больших дозах эндоток­сина наблюдается угнетение фагоцитоза, интоксикация, диарея, угне­тение сердечной деятельности, понижение температуры тела. При внут­ривенном и внутримышечном введении малых доз отмечается по­вышение температуры тела, стимуляция фагоцитоза, активация комп­лемента по альтернативному пути, повышение проницаемости капил­ляров.

Эндотоксины грамотрицательных бактерий применяются в ка­честве пирогенов (греч. pyr - жар) - лекарственных препаратов, вызы­вающих повышение температуры тела, стимуляцию иммунитета. Это пирогенал, колипироген и другие.

Наличие пирогенов недопустимо в лекарственных препаратах, предназначенных для внутривенного введения. Пирогенный эффект может возникать вследствие присутствия в лекарственных препаратах бактериальных эндотоксинов, не разрушенных при стерилизации.

Бактерии, содержащие эндотоксин, называют токсичными. Эндо­токсины содержат грамотрицательные бактерии: палочки дизентерии, брюшного тифа и др.

Некоторые бактерии одновременно образуют и экзо- и эндоток­сины, например, кишечная палочка, холерный вибрион.

Генетический контроль вирулентности. Образование факторов виру­лентности контролируется хромосомными или плазмидными генами. С плазмидами связаны, например, такие свойства, как продукция гемоли-зинов и энтеротоксинов кишечной палочки. Образование экзотоксина холерного вибриона контролируется хромосомными tox-генами. Среди палочек дифтерии токсигенными являются лизогенные культуры, в со­ставе хромосомы которых имеегся tox-ген, связанный с профагом.

Изменчивость вирулентности, а именно, ослабление ее может быть: 1) фенотипической, нестойкой, связанной с неблагоприятными условия­ми культивирования и 2) генотипической, наследственной, обуслов­ленной селекцией маловирулентных клеток из гетерогенной бактери­альной популяции. Известный авирулентный штамм БЦЖ был полу­чен путем селекции из вирулентной культуры туберкулезных бактерий при многократных пересевах на питательной среде, содержащей бычью желчь. Методы ослабления вирулентности патогенных микроорганиз­мов применяются для получения живых вакцин.

Повышение вирулентности также происходит в результате се­лекции вирулентных бактерий при культивировании маловирулентной популяции в благоприятных условиях или при пассажах через орга­низм чувствительного животного.

Значение состояния макроорганизма и условий внешней среды в инфекционном процессе

Для возникновения и течения инфекционного процесса имеет зна­чение восприимчивость - видовая или индивидуальная. Например, дети менее чувствительны к токсинам, для них более характерны септичес­кие процессы. Имеет значение гормональное состояние: у больных са­харным диабетом чаще наблюдаются гнойно-воспалительные процес­сы. Угнетенное состояние центральной нервной системы, физическое и умственное переутомление способствуют возникновению и более тя­желому течению заболевания.

На восприимчивость к инфекционным болезням влияют климати­ческие и погодные условия. Так, амебная дизентерия обычно встре­чается в условиях жаркого климата; случаи скарлатины и дифтерии чаще наблюдаются на севере.

Но на человека условия внешней среды влияют, как правило, не непосредственно, а опосредованно, через социальные условия. Это, главным образом, условия быта, труда и состояние здравоохранения.

Большое значение имеет значение характер питания, обеспечен­ность витаминами, особенно витаминами А, С, Г). При белковом голо­дании и авитаминозе наблюдается повышенная заболеваемость и не­благоприятное течение туберкулеза, холеры, дизентерии.

На возникновение и течение инфекционных заболеваний оказы­вают влияние ионизирующая радиация, ультрафиолетовое облучение, напряженность естественного геомагнитного поля.

Состояние здравоохранения, противоэпидемические мероприя­тия, организация и проведение массовых прививок существенно вли­яют на возникновение и течение инфекционных болезней, особенно таких, как дифтерия, полиомиелит, корь.

Входные ворота или место проникновения патогенного микроба в организм могут иметь значение для возникновения заболевания или для формы его проявления. Так, возбудители холеры, дизентерии вы­зывают заболевание при проникновении через рот, возбудитель грип­па - при попадании на слизистую оболочку верхних дыхательных пу­тей или глаз, гонококк - на слизистую оболочку мочеполовых органов или конъюнктиву глаза. От места проникновения палочки чумы зави­сит форма заболевания: бубонная форма - при внедрении в кожу, ле­гочная - через дыхательные пути, кишечная - через рот.

Доза микробов. Инфицирующая доза - минимальное количество микробов, способное вызвать заболевание. Естественно, что в отно­шении человека этот вопрос изучен мало. Все же, по-видимому, очень малые дозы палочек чумы могут вызвать заболевание у человека, в то время как холера возникает при заражении более высокими дозами. Как правило, условно-патогенные микробы вызывают заболевание при попадании в организм в больших дозах.

Характерные черты инфекционного заболевания

Инфекционные болезни имеют ряд особенностей, отличающих их от неинфекционных болезней. Это:

- наличие возбудителя болезни;

- заразительность;

- способность к эпидемическому распространению;

- наличие инкубационного периода;

- цикличность течения;

-иммунный ответ после перенесенного заболевания: невосприим­чивость или повышенная чувствительность к возбудителю.

Периоды течения инфекционного заболевания

Инкубационный период - время от момента заражения до появле­ния первых признаков заболевания. В это время происходит приспо­собление, размножение, накопление микроба в организме. Длитель­ность периода характерна для каждого вида микроба, но зависит так­же от инфицирующей дозы, от входных ворот, от состояния организма человека.

При гриппе инкубационный период короткий - от нескольких ча­сов до суток, при большинстве инфекционных болезней - несколько дней или недель, при бешенстве - до нескольких месяцев, при проказе -несколько лет.

Продромальный - период предвестников - неопределенных призна­ков длится от нескольких часов до нескольких дней: слабость, потеря аппетита, общее недомогание. Наблюдается при брюшном тифе, кори, чуме. Такие заболевания, как малярия, сыпной тиф начинаются без продромы, внезапно.

Период разгара - это период клинических проявлений, характер­ных для данного заболевания.

Исход: выздоровление, переход в хроническую форму или смерть больного.

Формы проявления инфекционного процесса

По происхождению различают экзогенные и эндогенные инфекции.

Экзогенные инфекции возникают при заражении извне, например, грипп, холера.

Эндогенные или аутоинфекции - без заражения извне, возникают при ослаблении иммунитета вследствие других болезней, охлаждения, голодания, действия ионизирующих излучений. Возбудителями явля­ются условнопатогенные микробы - представители собственной нор­мальной микрофлоры, например, коли-сепсис при лучевой болезни;

пневмония, вызванная пневмококком.

По длительности течения различают инфекционные болезни ост­рые и хронические. Острые инфекционные болезни протекают кратков­ременно (грипп, корь, скарлатина, сыпной тиф). Болезни с хроническим течением - большей длительностью - месяцы, иногда годы (бруцеллез, туберкулез, проказа) с чередованием периодов обострения и ремиссий.

По характеру локализации и путям распространения различают оча­говые и генерализованные инфекции. При очаговых инфекциях возбу­дители остаются в ограниченном очаге. При генерализованных - про­исходит распространение микробов в организме.

Бактериемия - распространение бактерий но кровяному руслу без их размножения, наблюдается как одна из стадий в течении болезни, например, при брюшном тифе.

Сепсис, септицемия - тяжелая генерализованная форма инфекции, когда возбудитель размножается в крови при резком угнетении имму­нитета.

Септикопиемия характеризуется тем, что одновременно с размно­жением микробов в крови развиваются гнойные очаги в органах.

Токсинемия - поступление в кровь экзотоксинов. Инфекции, при которых это происходит, называются токсинемическими, например, столбняк, ботулизм, дифтерия.

При газовой анаэробной инфекции наблюдается сочетание сеп­тических и токсйнемических явлений.

Формы инфекционного процесса в зависимости от клинических про­явлений. Инфекционный процесс может протекать в форме заболевания, причем различают формы типичные, атипичные, стертые, в зависимо­сти от того, насколько выражены симптомы этого заболевания.

Не всегда заражение ведет к развитию клинических проявлений болезни. Существуют бессимптомные формы инфекционного процес­са. К ним относятся латентная форма инфекции и носительство. Ла­тентная или скрытая форма инфекции при неблагоприятных услови­ях переходит в клинически выраженную форму (туберкулез, герпес, СПИД). Носительство - это бессимптомная форма инфекции, при ко­торой микробы живут и размножаются в организме, причем носитель, ' оставаясь здоровым, является источником инфекции для окружающих. Носительство может сформироваться после перенесенного заболева­ния (брюшной тиф, вирусный гепатит В) - это носительство реконвалесцентов. Носительство может сформироваться и вне связи с перенесенным заболеванием. Это так называемое здоровое носительство (дифтерия, полиомиелит).

Понятие о смешанной, вторичной инфекции, реинфскции, супе­ринфекции, рецидиве. Моноинфекция - заболевание, вызванное одним видом микробов. Смешанная инфекция возникает при заражении дву­мя-тремя видами микробов. Такие заболевания протекают тяжелее и не всегда диагиосцируются. Например, одновременное заболевание корью и туберкулезом, дифтерией и стрептококковой ангиной. Вторичная инфекция - это осложнение основного инфекционного заболе­вания, вызванное другим видом микробов: например, присоединение стафилококковой инфекции при гриппе. Реинфекция - повторное зара­жение тем же видом возбудителя после перенесенного заболевания, например, при дизентерии, гонорее и других болезнях, которые не ос­тавляют иммунитета. Суперинфекция - новое заражение тем же видом возбудителя при наличии еще не закончившегося заболевания. Неред­ко наступает в больничных условиях, при острых и хронических забо­леваниях, например, при туберкулезе. Рецидив - возврат клинических проявлений болезни за счет оставшихся в организме возбудителей, на­пример, рецидивы при остеомиелите, ангине, рожистом воспалении.

Особенности вирусных инфекций

Особенности вирусных инфекций связаны со строгим внутри­клеточным паразитизмом вирусов на молекулярном уровне. Отсюда -выраженный тропизм вирусов к определенным клеткам. При вирус­ных инфекциях обязательным является проникновение вируса в клет­ку. Для некоторых вирусных инфекций характерно образование внутриклеточных включений, например, включений Бабеша-Негри в нервных клетках при бешенстве.

Взаимодействие вируса с клеткой может протекать в виде про­дуктивной инфекции и интегративной инфекции. Продуктивная ин­фекция - процесс взаимодействия вируса с клеткой, завершающийся образованием зрелых вирионов и выходом их из клетки, как, напри­мер, при гриппе. Интегративная инфекция возникает в результате встра­ивания (интеграции) вирусного генома в геном клетки. Такой процесс происходит с вирусом гепатита В, с онкогенными вирусами. Интегра­ция РНК-вирусов в клеточный геном происходит при участии фермен­та РНК-зависимой ДНК-полимеразы, иначе называемой обратной транскриптазой или ревертазой. Так происходит с вирусом иммуноде­фицита человека, с РНК-содержащими онкогенными вирусами.

При некоторых вирусных инфекциях наблюдается персистенция (лат. persisto - оставаться). Персистирующая инфекция проявляется в форме латентной, хронической или медленной инфекции. Пример латентной инфекции - герпес, хронической - гепатит В. Медленные инфекции ха­рактеризуются длительным инкубационным периодом, постепенным на­растанием симптомов и летальным исходом. Это такие прогрессирую­щие болезни, как подострый склерозирующий панэнцефалит (ПСПЭ), рассеянный склероз, болезнь Крейтцфельда-Якоба и другие.

Врожденные инфекции

Наследственные инфекции у человека не описаны. Наследственными можно считать такие инфекции, при которых возбудитель передается с половой клеткой, как это происходит с вирусом энцефалита у клещей.

У человека описаны врожденные инфекции, развивающиеся вслед

ствие передачи возбудителя от матери плоду через плаценту. Возмож­ность такого проникновения увеличивается вследствие патологического изменения плаценты. Известны такие врожденные заболевания, как сифилис, токсоплазмоз, краснуха, СПИД и другие.

Условно-патогенные микроорганизмы

Это микроорганизмы, вызывающие у человека болезни только при определенных условиях. Известно около 100 видов условно-патогенных микробов (УПМ). Они принадлежат к разным родам: Staphylococcus, Escherichia, Klebsielja, Proteus, Pseudomonas, Candida, Pneumocystis и другим. Одни из них обитают во внешней среде, другие являются по­стоянными обитателями организма человека и могут вызвать заболе­вание при снижении сопротивляемости организма: при иммунодефи-цитных состояниях, у онкологических больных, при лучевой болезни, при ВИЧ-инфекции.

Факторами патогенности у УПМ являются адгезивность, эндо­токсины или экзотоксины, ферменты: нейраминидаза, гиалуронидаза, коагулаза и другие. У них отсутствуют такие факторы патогенности, как способность подавлять фагоцитоз и другие защитные механизмы организма, поэтому они вызывают болезнь только при ослаблении иммунитета.

Для популяций условно патогенных микробов характерна неод­нородность, особенно по устойчивости к антибиотикам и другим ан­тимикробным факторам. Поэтому при микробиологической диагнос­тике необходимо исследовать не одну, а несколько культур.

Внутрибольничные инфекции

К внутрибольничным или госпитальным инфекциям относят все инфекционные заболевания, возникающие у больных или у больнично­го персонала в результате пребывания в больнице. Большинство внут-рибольничных инфекций вызывается условно-патогенными микробами, но в некоторых случаях и патогенными возбудителями, например, ви­русом гриппа.

Внутрибольничные инфекции известны давно. До открытия мик­роорганизмов и введения асептики и антисептики бактериальные ин­фекции были обычными спутниками хирургических послеоперацион­ных ран и травматических повреждений. С введением антисептики в 60-х гг. XIX века частота инфекционных осложнений уменьшилась. С открытием антибиотиков и введением их в лечебную практику в 40-50-х гг. XX века резко снизилось число инфекционных осложнений и ле­тальность от них. Однако в настоящее время наблюдается нарастание частоты внутрибольничных инфекций. Причины этого отчасти связа­ны с достижениями современной медицины:

1) широкое, часто неоправданное применение антибиотиков, при­ведшее к распространению резистентных микробов;

2) применение в медицинской практике инвазивных методов ди­агностики с нарушением целостности кожи и слизистых оболочек и проникновением во внутренние органы;

3) увеличение числа пациентов со сниженным уровнем защитных сил организма: недоношенных детей, лиц преклонного возраста;

4) применение лекарственных средств, подавляющих иммунную си­стему;

5) ухудшение экологической обстановки.

Возникновению внутрибольничных инфекций способствует ску­ченность больных, особенно в больших стационарах.

Возбудителями внутрибольничных инфекций часто являются так называемые "госпитальные" штаммы микробов. Они формируются в больничных условиях из культур, циркулирующих среди больных, как результат пассажей через восприимчивый организм больных при пос­тоянном воздействии антимикробных средств. Чаще всего это штаммы стафилококков, энтеробактерий, синегнойных палочек. Для них харак­терна множественная лекарственная устойчивость, более высокая ви­рулентность и контагиозность, то есть способность передаваться. Кли­ническими проявлениями внутрибольничных инфекций могут быть гнойно-воспалительные заболевания, сепсис, раневые и ожоговые инфекции, бронхолегочные инфекции, острые кишечные инфекции.

Для снижения частоты внутрибольничных инфекций применяются такие меры, как рациональная планировка корпусов и комплексов, создание обсервационных палат, строгое соблюдение санитарно-гигиенических правил.