Патогенетические механизмы действия биологических факторов на организм человека

5.1. Общие представления

К биологическим факторам относят совокупность влия­ния одних организмов на другие. Воздействие может быть гомотипическим (между особями одного вида) и гетероти-пическим (между особями разных видов).

Влияние одного вида на другой бывает нулевым, благо­приятным, неблагоприятным и включает:

• нейтрализм (виды независимы и не влияют друг на друга);

• конкуренцию (каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие);

• мутуализм (каждый из видов может расти, размножать­ся, жить только в присутствии другого вида);

• сотрудничество (оба вида образуют сообщество);

• комменсализм (один вид извлекает пользу от сожи­тельства);

• паразитизм (паразитический вид тормозит рост и раз­витие своего хозяина);

• хищничество (хищный вид использует в качестве пищи жертву).

Воздействие на человека биологических факторов может быть обусловлено как самими живыми организмами (виру­сами, микроорганизмами, простейшими, насекомыми, рас­тениями), так и продуктами их жизнедеятельности (пыль­цой, спорами, шерстью, не свойственными для человека со­единениями, обладающими аллергенными свойствами).

В задачу настоящего учебного пособия не входит описа­ние этиологии инфекционных, паразитарных и аллергиче­ских заболеваний человека. Эти вопросы рассматривают со­ответствующие дисциплины. Цель настоящей главы - рас­смотреть влияние факторов окружающей среды на появле­

ние определенной патологии. При этом весьма важное зна­чение может иметь антропогенное изменение среды обита­ния, которое происходит при урбанизации, научно-техни­ческой революции и др. Многие факторы, в том числе и биологические, остававшиеся до сих пор безвредными для человека, приобретают в этих условиях новые свойства и способны вызывать патологию и новые виды заболеваний.

Ниже рассматриваются некоторые примеры подобного влияния.

5.2. Грибы (плесень)

В природе известно около 200 тыс. разновидностей гри­бов, из которых 45 могут являться возбудителями заболева­ний. Обитают в широком диапазоне условий окружающей среды. Примерно 30% населения может иметь аллергиче­ские реакции на попадание в организм спор грибов в виде конъюнктивитов, кашля, одышки и других проявлений. Не­которые виды грибов, например Азрег^Шиз /1аУ1ез, продуци­руют микотоксин — сильный яд, способный вызывать отрав­ления у человека.

Разные виды плесени размножаются на органических субстратах — фрукты, зерно, компост, древесина, ковры, мебель, а также во влажных условиях (ванные комнаты, системы вентиляции, увлажнители воздуха, фильтры) и продуцируют аллергены. Почти все виды плесени способ­ны при своем росте и развитии освобождать в окружаю­щую среду около 500 различных летучих органических соединений (ЛОС), большая часть из которых токсична (см. гл. 8).

Главную опасность представляют следующие семейства: Азрег^Шиз, РепШИит, Оайозрогшт, Мисог, 81асИуЬо1гуз, АЪзШа, Акегпапа, Ршапит и СгурШ1гота. Наибольший риск возникновения заболевания имеют грибки рода РетсШит и Азрег§Шш. Именно они — причинные агенты в развитии аст­мы и легочного микоза.

Примером действия биологического фактора на челове­ка могут быть дрожжеподобные грибки рода СапйЫа аШсапз, находящиеся в желудочно-кишечном тракте челове­ка и способствующие развитию патологии при определен­ных условиях (рис. 5.1).

Известно, что СапШа существует в трех различных мор­фологических формах: в виде одноклеточных организмов — бластоспоры (рис. 5.2, а), в виде псевдогифов - цепочка клеток, образовавшихся из-за неполного разделения клеток (рис. 5.2, б), и длинного нитчатого мицелия (рис. 5.2, в).

В механизме патогенного действия переход бластоспор в форму гифов критический. Он происходит под влиянием разнообразных факторов, включая доступность питатель­ных веществ и микроэлементов, температуру, рН среды и т.д. Повышенная температура (37 °С), нейтральный рН, высо­кое соотношение С0₂:0₂, недостаток питательных веществ стимулируют образование гифов.

Наоборот, низкая температура, кислый рН (4-6) и до­ступность питательных веществ (аминокислоты, сахара) поддерживают форму бластоспоры (см. рис. 5.2, а). В норме в ЖКТ находится неинвазивная дрожжеподобная форма. В некоторых условиях: при стрессе, угнетении иммунной системы, длительном приеме антибиотиков, стероидов, оральных контрацептивов, неполноценном питании канди-ды переходят в гифовую, мицеллярную форму и начинают усиленно размножаться. При этом образуются выросты (ри­зоиды), которые способны перфорировать слизистую обо­лочку ЖКТ. В результате этого нарушается барьерная функ­ция ЖКТ, и в кровенос-

ное русло попадают ток- ^ сины, продукты непол- $ф

ного расщепления белка * *—*зч_

(олигопептиды), кото- _а б в

рые обладают антиген­ными свойствами, ЧТО р_ис. 5.2. Различные формы СапШа приводит к развитию аШсаю

аутоаллергических реакций. Более того, показано, что по­добные продукты обладают опиатной активностью, за что получили название экзорфинов.

Экзорфины имеют низкую молекулярную массу и состо­ят обычно из пяти-семи аминокислотных остатков, хотя воз­можны и более длинные фрагменты.

Наибольшее количество экзорфинов образуется из глю-телинов (клейковина пшеницы) и казеина молока. Одна мо­лекула белка глютелина содержит до 15 опиоидных последо­вательностей.

Экзорфин из глютелина пшеницы, глиадиноморфин или глютеоморфин являются гексапептидами и имеют следую­щую структуру:

Тир-Про-Глн-Про-Глн-Про-Фен.

Структура экзорфина из коровьего молока, р-казомор-фина, весьма подобна:

Тир-Про-Фен-Про-Гли-Про-Илей.

Подобно морфию, экзорфины имеют М-концевую ами­нокислоту тирозин, обладают определенной конформаци-онной схожестью на этом участке молекулы и способны имитировать действие нейрогормонов. На рис. 5.3, а, ^пока­заны пространственные модели глиадиноморфина и морфи­на. При этом их действие подобно действию эндорфинов (энкефалинов), которые, как известно, являются естествен­ными обезболивающими веществами. Эти соединения обра­зуются в наших органах при стрессе из протеинов-предше­ственников под действием сериновых протеаз с трипсино-вой активностью. Энкефалины действуют как нейротранс­миттеры, перехватывают нервные импульсы, которые воспринимаются как боль.

Опиатные рецепторы обнаруживаются в гипофизе и ги­поталамусе. Связываясь с ними, экзорфины способны ока­зывать влияние на деятельность ЦНС, что проявляется на­рушением памяти, внимания, эмоционального поведения, обучаемости и др.

Более того, предполагается, что при генетическом пред­расположении человека к недостаточной перевариваемое™ экзорфинов и, следовательно, повышению их концентра­ции в просвете ЖКТ, сниженной способности к метаболи­ческой деградации, также может иметь место патология. К ней, по современным представлениям, относят аутизм и шизофрению.

У индивидуумов, которые обладают повышенной чувствительностью к действию нейрогормонов, неврологи­ческая реакция на молекулы экзорфинов может быть ано­мальной, что сопровождается указанной патологией. • Использование специфической диеты, лишенной глиа-динов и казеина, вызывает существенное улучшение состо­яния больных.

Помимо этого, кандиды способны проникать через по­врежденную слизистую оболочку ЖКТ, попадать в крове­носное русло и далее в различные органы и ткани, что при­водит к появлению болей в суставах, поражению кожи, ре­цидивирующим заболеваниям мочеполовой системы.

Кандиды также способны захватывать поступающие в ЖКТ следовые количества ртути, превращать ее в органи­ческую форму (метилртуть) и тем самым способствовать хронической интоксикации организма.

И, наконец, известна способность кандид к образованию токсичных для человека промежуточных продуктов метабо­лизма, например ацетальдегида.

Другим примером действия продуктов жизнедеятельнос­ти животных и экологических факторов на развитие патоло­гии у человека может являться инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД).

Установлено, что генетически наследуемые изменения в 6-й хромосоме у людей связаны с увеличенным риском по­вреждения р-клеток поджелудочной железы. Процесс, кото­рый ведет к повреждению этих клеток, — аутоиммунный. В него вовлечены Т- и В-лимфоциты, цитокины и свободнора-дикальные механизмы. Стимулируется процесс множеством факторов окружающей среды, в том числе и химическими.

Наибольшее значение в патогенезе этого заболевания имеет попадание в организм ребенка чужеродных белков из коровьего молока. У детей, больных диабетом, идентифици­руются антитела к олигопептиду бычьего сывороточного альбумина, содержащего 17 аминокислотных остатков. При этом искусственное или раннее смешанное вскармливание — факторы риска в развитии этой патологии. Напротив, груд­ное вскармливание в течение первых нескольких месяцев жизни может уменьшить риск развития ИЗСД или задер­жать его развитие у восприимчивых индивидуумов.