14.1. Метод молекулярной гибридизации

Этот метод используется для выявления степени сходства различных ДНК (при идентификации микроорганизмов проводят сравнение ДНК выделенного штамма с ДНК эталонного штамма).

А. Исследуемую ДНК нагревают в щелочной среде для расплетения ее на две отдельные нити.

Б. Одну из них закрепляют на специальном фильтре.

В. Этот фильтр помещают в раствор, содержащий радиоактивный зонд (одноцепочечную молекулу ДНК эталонного штамма, меченную радиоактивным изотопом).

Г. Затем температуру реакционной смеси понижают, чтобы создать условия для восстановления двухцепочечной структуры ДНК.

Д. В случае, если исследуемая ДНК и ДНК эталонного штамма относятся к одному виду – в реакционной смеси формируется двухцепочечная ДНК. При отрицательной реакции двухцепочечная ДНК не формируется (для оценки реакции используется биохимическая методика). На практике все связи двух цепочек полностью не восстанавливаются из-за высокого уровня генетической изменчивости микроорганизмов, поэтому реакцию оценивают по степени гомологии – проценту восстановленных связей между двумя цепочками ДНК.

14.2. Полимеразная цепная реакция

Этот метод относится к самым современным методам исследования, без которого не мыслима ни одна крупная микробиологическая лаборатория нашего времени.

А. ПЦР можно проводить для достижения трех целей.

1. Для обнаружения в патологическом материале конкретного вида микроорганизма без выделения чистой культуры.

2. Для идентификации выделенных чистых культур микроорганизмов.

3. Для генотипирования микроорганизмов, т.е. определения генетических вариантов одного вида.

Б. Принцип осуществления ПЦР заключается в увеличении (амплификации) количества искомого гена при положительной или отсутствии такого увеличения при отрицательной реакции (Рис. 14.2-1).

1. Сначала из патологического материала или культуры микроорганизмов выделяется ДНК.

2. Затем путем нагрева в щелочной среде ДНК расплетается на две отдельные нити.

3. После этого в реакционную смесь добавляют праймеры (участки ДНК, комплементарные 3’-концам искомого гена).

4. Реакционную смесь охлаждают.

5. Если в исследуемой ДНК имеется искомый ген, то праймеры создают фрагменты двухцепочечной ДНК, связываясь с комплементарными участками «своего» гена.

6. Затем в реакционную смесь добавляют нуклеотиды и ДНК-полимеразу.

7. Если в реакционной смеси наличествуют двухцепочечные фрагменты ДНК, то нуклеотиды присоединяются к 3’-концам праймеров, полностью достраивая соответствующий ген на всем его протяжении. А так как синтез начинался на каждой нити ДНК отдельно, то в результате получается две молекулы двухцепочечного ДНК. Другими словами, количество ДНК увеличивается в два раза.

8. Повторение циклов (от 30 до 80 раз) приводит к накоплению (амплификации) искомого гена (Рис. 14.2-2).

9. На завершающем этапе определяют количество ДНК в реакционной смеси с помощью электрофореза. При положительной реакции оно резко возрастает, в случае отрицательного результата – не изменяется. Полимеразная цепная реакция – сложная процедура, требующая квалифицированного персонала, комплекса оборудования и специальных расходных материалов. Для проведения реакции оборудуется специальное помещение, которое часто так и называется: лаборатория ПЦР (Рис. 14.2-3 – 14.2-11).

15.1. Основные понятия

Экологическая микробиология является не только разделом микробиологии, но и соответствующим разделом экологии и, следовательно, оперирует терминами этой науки. Поэтому, прежде всего, следует определиться с основными из них и, конечно, дать определение самому понятию «экологическая микробиология».

А. Экологическая микробиология – раздел общей микробиологии, изучающий взаимоотношения микроорганизмов между собой, с объектами внешней среды и макроорганизмом.

Б. Популяция – совокупность особей одного вида, обитающих в пределах определенного биотопа.

В. Биотоп – территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями жизни.

Г. Микробиоценоз – сообщество популяций микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе.

Д. Экосистема – система, состоящая из биотопа и микробиоценоза.

Е. Онтосфера – совокупность паразитарных экосистем (т.е. таких, в которых микробиоценоз представлен микробом-паразитом).

Ж. Биосфера – общая сумма всех экосистем (живая оболочка планеты).

15.2. Экологические связи в микробиоценозах

Обитающие в микробиоценозе микроорганизмы, естественно, постоянно взаимодействуют между собой как на уровне популяций, так и на уровне отдельных особей. Эти взаимоотношения и определяются как экологические связи.

А. Выделяют следующие виды экологических связей.

1. Нейтрализм – обитающие в одном биотопе популяции не оказывают друг на друга ни стимулирующего, ни подавляющего действия.

2. Симбиоз – обе популяции извлекают для себя из взаимодействия друг с другом пользу. Например, используют продукты метаболизма друг друга.

3. Сотрудничество – слабая степень взаимозависимости симбионтов. Они могут существовать и в отрыве друг от друга.

4. Мутуализм – полная степень взаимозависимости симбионтов, при которой они выполняют разные, дополняющие друг друга, жизненные функции. Мутуалисты не могут существовать друг без друга. Например, какой-нибудь пищевой субстрат представляет собой сложную молекулу, частью ферментов для расщепления которой обладает один мутуалист, а частью – другой.

5. Комменсализм (нахлебничество) – комменсалы питаются остатками пищи хозяина, которые в его рационе не имеют значения. Например, обитающие на поверхности кожи человека микроскопические грибки используют для питания те клетки кожного эпителия, которые в норме постоянно отшелушиваются и для макроорганизма все равно теряются.

6. Конкуренция (антагонизм) – подавление одной популяции другой. Например, при конкуренции за питательный субстрат одна популяция подавляет другую, чтобы «не делиться» с ней пищей. Но, в отличие от паразитизма, не использует клетки конкурента для своего метаболизма.

7. Паразитизм – в отличие от простой конкуренции при таком взаимоотношении одна популяция (паразит), нанося вред другой популяции (хозяину), извлекает для себя пользу. Например, питается клетками хозяина.

Б. Популяции микроорганизмов могут находиться во всех перечисленных видах экологических связей, в зависимости от конкретных условий, в том числе – в конкретный момент времени.

В. Вид экологических связей между отдельными особями микроорганизмов зависит прежде всего от того, относятся ли эти особи (т.е. микробные клетки) к одному виду или это особи разных видов.

1. Тип взаимоотношений особей одного вида зависит от полноценности питательной среды.

а. На полноценной питательной среде особи одного вида взаимодействуют как симбионты.

б. На неполноценной питательной среде особи одного вида начинают конкурировать друг с другом за питательный субстрат.

2. Особи разных видов могут находиться друг с другом в следующих экологических связях: нейтрализм, симбиоз (от сотрудничества до мутуализма), комменсализм, конкуренция, паразитизм.

15.3. Экологические среды обитания микроорганизмов

А. Почва – наиболее заселенный биотоп окружающей среды.

1. Максимальное количество микроорганизмов в почве содержится на глубине 10-20 см. Глубже этой отметки количество микробов неуклонно уменьшается вплоть до полного отсутствия.

2. Разные микроорганизмы характеризуются разной выживаемостью в почве.

а. Бактерий, не образующие споры, и вирусы сохраняют свою жизнеспособность в почве от нескольких дней до нескольких месяцев.

б. Бактериальные споры сохраняют в почве способность к прорастанию многие годы.

в. Клостридии, актиномицеты, микроскопические грибы – возбудители глубоких микозов, микотоксикозов живут в почве и поэтому всегда в ней присутствуют.

3. Санитарная микробиология оперирует таким термином, как микробная загрязненность почвы.

а. Чаще всего измеряют фекальное загрязнение.

1. Для ее оценки используются так называемые санитарно-показательные микробы. Как показатели именно фекального загрязнения используются те представители нормальной микрофлоры кишечника, срок выживания которых в почве примерно равен срокам выживания в ней патогенных бактерий кишечной группы. Поэтому чем выше титр (т.е. количество) этих микроорганизмов в почве, тем выше вероятность нахождения в ней патогенных бактерий кишечной группы. А так как и представители нормальной микрофлоры кишечника, и патогенные бактерии кишечной группы попадают в почву именно с фекалиями человека и животных, речь и идет о фекальном загрязнении. Наиболее часто в качестве санитарно-показательного микроорганизма для оценки фекального загрязнения используют кишечную палочку (Escherichia coli).

2. Для количественного выражения фекального загрязнения почвы (и, как мы увидим ниже, не только ее) используют, главным образом, два показателя фекального загрязнения.

а. Коли-индекс – количество кишечной палочки в единице объема (1 г почвы).

б. Коли-титр – количество почвы (в граммах), приходящееся на 1 особь кишечной палочки. Как легко заметить, коли-титр и коли-индекс являются обратными величинами.

б. Кроме фекального загрязнения в ряде случаев оценивают микробное (точнее – бактериальное) загрязнение. Для этого определяют микробное число – общую численность бактерий в 1 г почвы

Б. Вода менее чем почва населена микроорганизмами.

1. Населена микроорганизмами вода открытых источников, грунтовые воды фильтруются через слои почвы, на большой глубине – фактически стерильные – поэтому в них если и содержатся микроорганизмы, то лишь единичные.

2. Выживаемость в воде микроорганизмов, также как и в почве, зависит от вида.

а. Шигеллы, холерный вибрион, бруцеллы сохраняют в воде свою жизнеспособность от нескольких дней до нескольких недель.

б. Энтеровирусы, вирус гепатита А, сальмонеллы, лептоспиры – несколько месяцев.

в. Бактериальные споры, как и почве, сохраняют в воде свою способность к прорастанию многие годы.

3. Загрязненность микроорганизмами воды определяют аналогично почве.

а. Коли-индекс для питьевой воды не должен превышать 3 (рассчитывается на 1 литр).

б. Коли-титр для питьевой воды не должен быть ниже 333 (рассчитывается в миллилитрах).

в. Нормальный показатель микробного числа для питьевой воды – не выше 100.

В. Воздух не является для микроорганизмов питательным субстратом, поэтому все микробы, находящиеся в нем – заносные.

1. В атмосферном воздухе в норме присутствуют споры (грибов, стрептомицетов, бацилл), а также пигментообразующие бактерии, пигмент которых защищает их от губительного для большинства микроорганизмов действия ультрафиолетовых лучей.

2. Микробиоценоз воздуха жилых помещений отличается от микробиоценоза атмосферного воздуха.

а. Для воздуха жилых помещений характерно содержание микрофлоры, обитающей на слизистых оболочках дыхательных путей и на кожных покровах человека.

б. В связи с этим санитарно-показательными микробами для оценки микробной чистоты воздуха жилых помещений являются стафилококки и стрептококки.

Г. Как отдельный биотоп в санитарной микробиологии выделяются пищевые продукты.

1. Пищевые продукты, в отличие от писанных выше биотопов, являются очень хорошей средой для размножения большинства микроорганизмов, в том числе болезнетворных.

2. Для санитарно-микробиологической оценки пищевых продуктов используются показатели, аналогичные используемым при оценке микробной загрязненности почвы и воды.

а. На всех предприятиях пищевой промышленности выпускаемая продукция постоянно контролируется по величине коли-индекса и микробного числа.

б. Наличие болезнетворных микробов определяется в пищевых продуктах лишь по эпидемиологическим показаниям (например, при вспышке в данной местности пищевой инфекции и необходимости выявить ее источник).

15.4. Микробиологические аспекты охраны окружающей среды

Охрана окружающей среды имеет, кроме прочих, и микробиологические аспекты, заключающиеся в охране одних микробов, борьбе с другими, а также в защите биосферы от попадания в нее некоторых микроорганизмов.

А. Ряд микроорганизмов играет ключевую роль в функционировании нашей биосферы и охрана этих микробов – один из микробиологических аспектов охраны окружающей среды.

1. Охране подлежат, во-первых, микробы, участвующие в круговороте веществ (нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии).

2. Во-вторых, охране подлежат те штаммы микроорганизмов, у которых выявлена способность разрушать ксенобиотики – вещества, созданные человеком. Для них в природе не существует естественных механизмов биодеградации.

Б. Наоборот, подавлению подлежат микробы, наносящие вред хозяйственной деятельности человека.

В. Биосфера, кроме того, нуждается в защите от ряда микроорганизмов.

1. Так необходимо предотвращать контаминацию биосферы патогенными и условно-патогенными микробами (сюда относится, например, меры по обеззараживанию бактериальных культур, выделенных в лабораториях, а также патологического материала, содержащего патогенные микроорганизмы).

2. Необходимо также не допускать попадания в биосферу микробов – искусственных мутантов. В условиях их возможного обмена генетическим материалом с «дикими» штаммами никто не может спрогнозировать возможный результат такой рекомбинации.

Г. Выход человек в космос и начало межпланетных полетов поставило перед экологической микробиологией еще две перспективные цели.

1. Предупреждение заноса на планету внеземных микробов.

2. Предупреждение попадания на космические объекты земных микроорганизмов.

16.1. Общая характеристика микрофлоры тела человека

Для микроорганизмов организм человека, на первый взгляд, такой же объект вешней среды, как абиотические объекты, рассмотренные выше. На самом деле с биотическими объектами – прежде всего организмом человека и животных – микроорганизмы вступают в значительно более сложные взаимоотношения, чем с абиотическими. Поэтому изучение микрофлоры тела человека в норме и патологии – важная задача медицинской микробиологии.

А. Микрофлора тела человека, закономерно встречающаяся и наличие которой – постоянный признак данного биотопа в пределах человеческого организма (об этих биотопах – ниже), называется облигатной (постоянной, резидентной, индигенной, аутохтонной).

Б. Микрофлора, наличие которой не обязательно для данного биотопа тела человека и наличие которой может рассматриваться как своеобразный вариант нормы, называется факультативной (случайной, транзиторной, аллохтонной).

1. Состав аллохтонной микрофлоры зависит, во-первых, от попадания ее из внешней среды в силу случайных причин.

2. И, во-вторых, состав аллохтонной микрофлоры зависит от состояния у данного индивидуума в данный момент времени иммунной системы, одной из задач которой является элиминация (удаление) этих микробов из организма человека.

16.3. Значение нормальной микрофлоры тела человека

Значение нормальной микрофлоры тела человека можно свести к трем основным положениям.

А. Нормальная микрофлора тела человека оказывает антагонистическое действие по отношению к патогенным видам, являясь, тем самым (как об этом будет подробнее сказано в курсе иммунологии) фактором неспецифической резистентности, т.е. естественного иммунитета.

Б. Нормальная микрофлора тела человека способствует процессам пищеварения в кишечнике (в целом – способствует нормальному функционированию желудочно-кишечного тракта).

В. Нормальная микрофлора тела человека – и это принципиально важно – способствует организации, созреванию и функционированию иммунной системы.

16.4. Нарушение нормальной микрофлоры тела человека и подходы к её нормализации

Нарушение качественного и количественного состава и любого микробиоценоза тела человека (хотя чаще всего этот термин используется по отношению к кишечнику) называется – дисбактериозом (дисбиозом, дисмикробиозом). Дисбактериоз может сопровождаться заболеваниями, этиологическим фактором которых выступают представители нормальной микрофлоры тела человека, «вырвавшиеся из-под контроля» (Рис. 16.4-1). Для нормализации микробиоценоза используют три основных подхода.

А. Назначение эубиотиков (препаратов, содержащих живые культуры нормальных обитателей кишечника).

1. Препарат бифидумбактерин содержит живую культуру бифидобактерий.

2. Препарат лактобактерин содержит живую культуру молочнокислых палочек.

3. Препарат колибактерин содержит живую культуру кишечной нормально палочки.

4. Препарат бификол содержит живые культуры бифидобактерий и нормальной кишечной палочки.

5. В настоящее время созданы и другие препараты, содержащие разные штаммы нормальных обитателей кишечника (в основном это бифидобактерии, лактобактерии и кишечные палочки).

Б. Назначение пробиотиков (препаратов, стимулирующих развитие нормальной микрофлоры).

В. Принципиально важный подход – необходимо найти и устранить причину, вызвавшую дисбактериоз.

16.2. Состав нормальной микрофлоры тела человека

А. В ряде органов в норме присутствуют микроорганизмы. Выделение из этих органов микроорганизмов еще ни о чем не говорит, важно, во-первых, определить вид этих микробов, а во-вторых, в каком количестве они присутствуют в данном биотопе

1. Кожа населена, в наибольшем количестве, стафилококками и кандидами.

2. Ротовая полость – одно из самых «грязных» мест человеческого организма. Здесь присутствуют более 100 видов различных микроорганизмов.

3. В желудке микрофлора есть, но относительно бедна – из-за кислого содержимого.

4. Кишечник, с точки зрения как количества, так и роли в жизнедеятельности макроорганизма, является ведущим биотопом тела человека, а микрофлора кишечника – «ведущий» отряд «нашей» микрофлоры.

а. Преобладают здесь бифидобактерии, лактобактерии и бактероиды.

б. В большом количестве в кишечнике содержатся кишечные палочки и энтерококки.

в. И в небольшом количестве в кишечнике содержатся др.энтеробактерии, клостридии, стафилококки, кандиды.

г. Микрофлора кишечника делится на пристеночную и просветную (именно она, в совокупности с непереваренными остатками пищи, и формирует каловые массы).

5. Дыхательные пути населены в основном стрептококками, коринебактериями и стафилококками.

6. Микрофлора наружного уха соответствует микрофлоре кожи.

7. Микрофлора конъюнктивы бедна из содержащегося в слезной жидкости лизоцима, обладающего антибактериальной активностью.

8. Уретра содержит микробы преимущественно в своей нижней трети.

9. Среди микрофлоры влагалища преобладают молочнокислые палочки (лактобактерии).

Б. Другие органы человеческого организма (среднее и внутреннее ухо, мочевой пузырь, мочеточники, почки, полость матки и др.) в норме стерильны. Нахождение в нем любого вида микроба -патологического процесса.

17.1. Действие на микроорганизмы физических факторов внешней среды

А. Высокая температура вызывает денатурацию белка.

Б. Низкая температура вызывает, во-первых, повреждение цитоплазматической мембраны микробной клетки кристалликами образовывающегося льда и, во-вторых, приостанавливает вплоть до полного прекращения метаболические процессы микробной клетки.

В. Неблагоприятная кислотность среды (щелочная или кислая) вызывает денатурацию микробных ферментов и, кроме того, нарушает свойства клеточной стенки как осмотического барьера.

Г. Высушивание вызывает обезвоживание цитоплазмы с сопутствующим нарушением активности ферментов, повреждает цитоплазматическую мембрану и рибосомы.

Д. Ультрафиолет вызывает мутацию в геноме за счет образование тиминовых димеров.

Е. Ультразвук вызывает механическое разрушение, как самой микробной клетки, так и ее внутриклеточных структур. Ультразвук используется, например, в научных исследованиях для дезинтеграции микробной клетки, а также с этой же целью на предприятиях микробиологической промышленности для получения препаратов на основе фрагментов микробной клетки (вакцин, диагностикумов и т.п.).

17.2. Действие на микроорганизмы химических факторов внешней среды

А. Антимикробное действие химических веществ сводится к трем основным эффектам.

1. Денатурация белка и растворение липидов цитоплазматической мембраны (например, спирт)

2. Нарушение целостности и функции цитоплазматической мембраны (детергенты, к которым относятся жирные кислоты, мыла, органические полимеры с длиной углеводной цепочки от 8 до 12 атомов).

3. Денатурация белка (практически все остальные антисептики и дезинфектанты).

Б. По своей химической структуре используемые в современной медицинской практике антисептики и дезинфектанты относятся главным образом к 13 группам.

1. Галогены (препараты йода, хлора).2. Окислители (препараты водорода, перманганат калия).3. Кислоты и их соли (борная кислота, салициловая кислота).4. Щелочи (аммиак и его соли, бура).5. Спирты (70-80° этанол).6. Альдегиды (формальдегид).7. Детергенты (хлоргексидин).8. Производные 8-оксихинолина (хинозол), 4-хинолона (оксолиновая кислота), хиноксолина (хиноксидин).9. Производные нитрофурана (фурацилин).10. Фенол и его производные (фенол, трикрезол).11. Дегти (ихтиол).12. Анилиновые красители (бриллиантовый зеленый, метиленовый синий).13. Соединения тяжелых металлов (нитрат серебра).

В. Если же классифицировать используемые в современной медицинской практике антисептики и дезинфектанты по механизму их действия, то можно выделить четыре основные группы.

1. Окислительный механизм (окислители, галогены).2. Мембраноатакующий механизм (детергенты).3. Антиферментный механизм (соли тяжелых металлов, 8-оксихинолины).4. Деструктивный механизм с литическим и денатурирующим эффектом (практически все остальные антисептики и дезинфектанты).

17.3. Устойчивость к факторам внешней среды грибов

Устойчивость грибов к факторам внешней среды зависит от конкретного вида, причём в пределах одного вида различается у различных клеточных элементов. Молодые клетки, заключённые в специальные органы плодоношения, более устойчивы, чем свободно лежащие споры. Слизистые капсулы, которыми обладают некоторые виды грибов, также повышают их устойчивость к внешним факторам.

А. Кипячение убивает грибы в течение нескольких минут.

Б. Выраженным фунгицидным действием обладает некоторые химические вещества, которые и используются как антисептики и дезинфектанты по отношению к этой особой группе микроорганизмов.

1. Уксусная кислота (3-7 % раствор).2. Салициловая и бензойная кислоты (1-2 %).3. Формалин (1-10%).4. Сулема (0,1%).5. Хлорная известь (5%).

17.4. Типы микробной деконтаминации

Под микробной деконтаминацией понимают полное или частичное удаление микроорганизмов с объектов внешней среды или из организма человека с помощью факторов прямого повреждающего действия.

А. Существуют два типа микробной деконтаминации объектов внешней среды.

1. Стерилизация – полное уничтожение всех микробов. Различают семь основных видов стерилизации, объединенных в четыре группы.

а. Температурная обработка (тепловая стерилизация). Высокая температура как основной антимикробный фактор используется при автоклавировании, обработке сухим жаром и воздействии текучего пара.

1. Для автоклавирования используют специальный аппарат – автоклав, в котором стерилизация осуществляется водяным паром под давлением. Давление в автоклаве повышают для того, чтобы поднять температуру водяного пара до 110 – 140°С (температура и время обработки выбирается в зависимости от режима стерилизации). Автоклавировать можно все, что выдерживает соответствующую температуру.

2. Стерилизация сухим жаром (стерилизация горячим воздухом) осуществляется при 180°С на протяжении часа в печах Пастера – сухожаровых камерах. Сухожаровую обработку можно использовать для стерилизации изделий из стекла и металла.

3. Стерилизация текучим паром – это обработка объекта 30 минут при температуре 100°С. Чтобы уничтожить спороносные микроорганизмы, стерилизацию повторяют с несколькими суточными перерывами, чтобы дать возможность прорасти спорам. Такой метод называется дробной стерилизацией.

б. Для химической стерилизации используют формальдегид, оксид этилена, хлороформ и др. химические факторы, которыми обрабатывают стерилизируемый объект.

в. Лучевая стерилизация использует излучение различной природы и интенсивности.

1. Гамма-облучение используют на заводах при изготовлении одноразового медицинского инструментария.

2. Ультрафиолетовые лучи широко используются в практической медицине для стерилизации, например, воздуха операционных, перевязочных, палат, лабораторий и т.п.

г. Фильтрование (механическая стерилизация) используется для стерилизации таких растворов, которые нельзя нагревать.

2. Дезинфекция – это уничтожение определенной группы микробов. Чаще для этой цели используются химические вещества – дезинфектанты.

Б. Существуют и два типа микробной деконтаминации организма человека.

1. Антисептика – подавление роста и размножения микробов на интактных и поврежденных поверхностях кожи и слизистой оболочки. С этой целью чаще используют химические вещества – антисептики – с преимущественным микробостатическим действием (об этом виде антимикробного действия будет рассказано в разделе 20.1). В случаях обработки рук хирурга и операционного поля, а также ран и слизистых оболочек иммунодефицитных лиц прибегают к более полному освобождению обрабатываемых поверхностей от микроорганизмов для чего используют, в том числе препараты, обладающие микробоцидным действием (см. раздел 20.1).

2. О химиотерапии,

Асептика-Этим термином обозначается процесс создания безмикробной зоны (или зоны с резко сниженной численностью микроорганизмов) в местах нахождения больных, проведения медицинских манипуляций (операций и т.п.), лабораторных исследований. Для осуществления этого процесса применяют совокупность прямых и косвенных методов.А. К прямым методам асептики относятся описанные выше стерилизация, дезинфекция и антисептика.

Б. Примером косвенных методов асептики можно привести разделительные мероприятия в лечебно-диагностических учреждениях (зоны ограниченного доступа и т.п.).

18.1. Основные термины и понятия

Наука об инфекции – инфектология – оперирует рядом терминов, которые вне этой науки часто используются не совсем корректно, с расширенным или размытым значением. А. Инфекционный процесс (именно это понятие обозначается словом инфекция) – совокупность физиологических и патологических реакций, которые возникают и развиваются в макроорганизме в процессе взаимодействия с патогенным микроорганизмом.Б. Эпидемический процесс – процесс возникновения и распространения среди населения специфических инфекционных состояний: от бессимптомного носительства до манифестных заболеваний, вызванных циркулирующим в коллективе возбудителем.В. Механизм передачи – способ перемещения возбудителя из зараженного организма в восприимчивый.

Г. Фазы (стадии) механизма передачи – конкретные этапы осуществления этого процесса.

1. Выделение возбудителя из организма-хозяина в окружающую среду.

2. Пребывание возбудителя в объектах окружающей среды (биотических или абиотических).

а. Под биотическими объектами в данном случае подразумеваются живые организмы: животные, насекомые, а в ряде случаев – невосприимчивый к данному микробу организм человека.

б. Под абиотическими объектами понимают почву, воду, различные предметы и т.п.

3. Внедрение возбудителя в восприимчивый организм (т.е. организм человека).

Д. Факторы передачи – элементы внешней среды, обеспечивающие перенос возбудителя из одного организма в другой (вода, пища, воздух, насекомые, предметы окружающей обстановки).

Е. Пути передачи – конкретные элементы внешней среды или их сочетания, обеспечивающие попадание возбудителя из одного организма в другой в определенных внешних условиях.

Ж. Ворота инфекции – орган или ткань, через которую возбудитель проникает в макроорганизм.

18.2. Звенья эпидемического процесса

Эпидемический процесс может осуществляться лишь в том случае, если создадутся условия для осуществления его трех основных этапов. Соответственно, для прекращения эпидемиологического процесса достаточно пресечь любой из этих этапов, т.е. изъять любое (хотя бы одно) из его звеньев.

А. Источник инфекции. Для изъятия этого звена проводят выявление больных и их изоляцию (в инфекционном стационаре или на дому), а также выявление и санацию носителей возбудителя инфекции.

Б. Механизм передачи. Для изъятия этого звена подвергают микробной деконтаминации факторы передачи (или пресекают контакт с ними), что приводит к перекрытию путей передачи инфекционного начала (т.е. возбудителя инфекции). В ряде случаев возбудитель инфекции может очень долго сохраняться в объектах окружающей среды, теряя непосредственную связь с источником их заражения. В этом случае эти объекты окружающей среды вполне справедливо рассматриваются и как источник инфекции.

В. Восприимчивый организм. Для изъятия этого звена проводят массовую или индивидуальную вакцинацию, в результате которой или отдельный человеческий организм или большие группы людей становятся невосприимчивыми к конкретному микробу.

18.4. Эколого-эпидемиологическая классификация инфекционных процессов

По этой классификации инфекционные процессы подразделяются на классы в зависимости от основного резервуара их возбудителя – т.е. по экологическому признаку, – а, следовательно, и по основному источнику инфекции. Каждый класс в свою очередь классифицируется на группы по различным эпидемиологическим признакам.

А. Антропонозы – основным резервуаром возбудителя является человеческий организм. Этот класс подразделяется на группы в зависимости от ворот инфекции.

1. При кишечных инфекциях воротами инфекции служит кишечник (например – брюшной тиф).

2. При кровяных инфекциях возбудитель попадает непосредственно в кровь (например – ВИЧ-инфекция).

3. При респираторных инфекциях микроб проникает в организм человека через эпителий дыхательных путей (например – корь).

4. При инфекциях наружных покровов возбудитель проникает в организм человека через кожу или слизистые оболочки (например – сифилис).

5. Отдельную группу составляют так называемые вертикальные инфекции. В этом случае инфекционное начало проникает из организма матери – во время беременности – в организм плода (вертикальными могут быть те из инфекций, возбудитель которых в состоянии преодолевать плацентарный барьер – сифилис, краснуха и др.).

Б. Зоонозы – основным резервуаром возбудителя являются животные. Этот класс подразделяется на группы в зависимости от того, какие именно животные являются основным резервуаром возбудителя.

1. Первую группу составляют зоонозы домашних и синантропных животных (например – бруцеллез).

2. Ко второй группе относятся зоонозы диких животных (например – туляремия). Распространение этих инфекций, как правило, ограничено ареалом распространения животного, выступающего в качестве источника инфекции, поэтому эта группа инфекционных болезней называется еще природно-очаговыми.

В. Сапронозы – в качестве основного резервуара возбудителя выступают объекты внешней среды. Этот класс подразделяется на три группы.

1. Возбудители почвенных сапронозов могут жить в почве (например – клостридиозы: столбняк, ботулизм, анаэробная раневая инфекция).

2. Возбудители водных сапронозов могут долго сохраняться в воде (например – легионеллез).

3. Отдельную группу составляют зоофильные сапронозы или сапрозоонозы. Источником инфекции при этих болезнях могут с равной долей вероятности выступать как объекты внешней среды, так и животные, из организма которых возбудитель и попадает во внешнюю среду, где может очень долго сохранять свою жизнеспособность (например – сибирская язва).

18.3. Принципиальная схема развития инфекционного процесса

Не смотря на то, что инфекционные процессы крайне разнообразны по своим проявлениям, все они протекают по одной и той же принципиальной схеме.

А. Любой инфекционный процесс начинается с проникновения возбудителя в организм человека. Собственно, это и называется обычно заражением или инфицированием.

Б. Затем микроорганизм начинается размножаться в человеческом организме. Это процесс сопровождается образованием ферментов патогенности и токсинов (см. ниже).

В. Человеческий организм формирует защитную реакцию, которая инициализируется именно появившимся в нем микроорганизмом и продуктами его жизнедеятельности. О механизмах развития этого сложного процесса (иммунитета), направленного на сохранения гомеостаза, будет рассказано в курсе иммунологии. Дальнейшие события зависят от степени эффективности этой защитной реакции. Для простоты картины рассмотрим два крайних варианта.

1. Сформировавшаяся защитная реакция крайне эффективна и гомеостаз не нарушается. Такая ситуация может разрешиться двумя вариантами событий.

а. Микроорганизм через некоторое время полностью элиминирует из человеческого организма. То время, пока он будет находиться нем (по определению не вызывая никакого патологического процесса), описывается термином здоровое (или транзиторное, подчеркивая его преходящий характер) микробоносительство.

б. Микроорганизм остается в макроорганизме и длительно существует в нем (для обозначения такого длительного, в ряде случаев даже пожизненного, сосуществования макроорганизма и микроба используется термин персистенция).

2. Защитная реакция (по разным причинам) не эффективна, что приводит к нарушению гомеостаза. В этом случае в организме человека развивается патологический процесс – инфекционная (или микробная; о различиях этих двух понятий будет сказано ниже) болезнь. И такая ситуация может разрешиться двумя вариантами событий.

а. Как результат развития патологического процесса может наступить смерть больного человека. Надо сказать, что в таком исходе «не заинтересованы» обе стороны, так как микробу также не выгодна гибель организма-хозяина. В этом случае исчезает его среда обитания и микроорганизму необходимо искать следующую жертву. Идеальное развитие событий для микроба – максимально долгое сосуществование с организмом-хозяином (т.е. персистенция в нем; о различных формах персистенции – хронической инфекции, латентной инфекции, медленной инфекции – поле подробно будет рассказано в курсе вирусологии, т.к. персистенция характерна прежде всего для вирусов).

б. Само развитие патологического процесса в норме усиливает защитную реакцию человеческого организма (о механизмах такого процесса также будет сказано в курсе иммунологии) настолько, что, в конце концов, произойдет восстановление гомеостаза, другими словами – выздоровление. И эта ситуация, в свою очередь, может разрешаться двумя вариантами событий.

1. Если наряду с исчезновением внешних признаков нарушенного гомеостаза – клинических симптомов – произойдет и элиминация возбудителя, то речь идет о полном выздоровлении. Именно к такому состоянию необходимо стремиться при лечении каждого пациента.

2. Однако, возможна ситуация, когда восстановление гомеостаза и, соответственно, исчезновение клинической симптоматики не сопровождается элиминацией возбудителя. В этом случае говорят о клиническом выздоровлении. Микроорганизм же продолжает находиться в человеческом организме. Такое сосуществование может продолжаться довольно долго, при некоторых инфекциях – пожизненно. Микроб как бы «переживает» болезнь и остается после нее в организме, т.е. начинается его персистенция.

18.5. Классификация инфекций по механизму, путям передачи и воротам инфекции

Эта классификация наиболее распространена. В ней инфекции подразделяются на пять групп в зависимости от механизма их передачи. Каждой группе присущи соответствующие пути осуществления этого механизма (т.е. пути передачи возбудителя) и ворота инфекции.

А. Фекально-оральный механизм передачи инфекции: возбудитель, выделяющийся от источника инфекции с фекалиями, попадает в желудочно-кишечный тракт восприимчивого организма.

1. Фекально-оральный механизм может осуществляться тремя основными путями.

а. При алиментарном (пищевом) пути возбудитель передается через продукты питания.

б. При водном – через воду.

в. При контактном – путем прямого или, чаще, непрямого контакта (например, через столовые приборы, посредством мух и т.п.).

2. Ворота инфекции при фекально-оральном механизме передачи – кишечник, поэтому эта группа инфекций называется кишечными инфекциями (или «болезнями грязных рук»)

Б. Аэрогенный механизм передачи: возбудитель выделяется, как правило, их дыхательных путей источника инфекции и проникает в дыхательные пути восприимчивого организма.

1. Аэрогенный механизм может осуществляться двумя основными путями.

а. При воздушно-капельном пути возбудитель передается, будучи адсорбированным на капельках слюны, которые выделяются при разговоре, кашле или чихании (Рис. 18.5-1б).

б. При воздушно-пылевом пути возбудитель сохраняется в пыли и при ее вдыхании попадает в восприимчивый организм (таки путем, например, может передаваться туберкулезная палочка).

2. Ворота инфекции при аэрогенном механизме передачи – респираторный тракт, поэтому эта группа инфекций называется респираторными инфекциями.

В. Кровяной механизм передачи: возбудитель попадает непосредственно в кровоток.

1. Кровяной механизм может осуществляться тремя основными путями.

а. При трансмиссивном пути возбудитель передается при укусе кровососущего насекомого.

б. При парентеральном пути возбудитель передается при манипуляциях, нарушающих целостность кожных покровов или слизистых оболочек. Как правило, это манипуляции медицинского характера (например, инъекции), но могут быть и не связанными с медициной (например – персинг, татуировка).

в. Кровяной механизм передачи возбудителя может осуществляться и половым путем: при наличии микротравм и других микроскопических нарушений целостности слизистых оболочек половых органов создаются условия для контакта половых партнеров «кровь в кровь».