Нормальна життєдіяльність людського організмупередбачає підтримання умов внутрішнього середовища, які значною мірою відрізняються від умов зовнішнього середовища. Область контакту цих двох середовищ має найважливіше значення для цілісності всього організму, тому структура та функція поверхневих тканин багато в чому підпорядкована формуванню бар'єру між клітинами організму та зовнішнім середовищем. Зовні тіло вкрите шкірою, а функцію бар'єру всередині тіла виконують слизові оболонки, які вистилають різні трубчасті та порожнисті органи. Найбільш важливе значеннямають органи шлунково-кишкового, респіраторного та урогенітального трактів. Менш значимі слизові оболонки інших органів, наприклад кон'юнктива.
Незважаючи на різноманітність функцій різних слизових, вони мають загальні рисибудови. Їх зовнішній шар сформований епітелієм, а шар, що підлягає сполучної тканинирясно забезпечений кровоносними та лімфатичними судинами. Ще нижче може бути тонкий шар гладком'язової тканини. Шкіра та слизові оболонки формують фізичний та екологічний бар'єр, який перешкоджає проникненню патологічних агентів усередину організму. Механізми захисту, однак, у них кардинально відмінні.
Зовнішній шар шкіри представлений міцним багатошаровим ороговіючим епітелієм, епідермісом. На поверхні шкіри, як правило, мало вологи, а секрети залоз шкіри перешкоджають розмноженню мікроорганізмів. Епідерміс непроникний для вологи, протидіє шкідливій дії механічних факторів і перешкоджає проникненню бактерій всередину організму. Завдання підтримки захисних властивостей слизовими значно складніша з цілого ряду причин. Лише слизові ротової порожнини, стравоходу та ануса, де поверхня зазнає значних фізичних навантажень, а також переддень носової порожнини та кон'юнктиву мають кілька шарів епітелію і його структура до певної міри нагадує таку епідермісу шкіри. В інших слизових епітелій є одношаровим, що необхідно для виконання ним специфічних функцій.
Ще одна специфіка слизових оболонок як захисного бар'єру – зволоженість їхньої поверхні. Наявність вологи створює умови, що сприяють розмноженню мікроорганізмів та дифузії токсинів усередину організму. Істотним чинником і те, що сукупна площа поверхні слизових оболонок організму набагато перевищує поверхню шкіри. В одному лише тонкому кишечникуза рахунок численних пальцеподібних виростів стінки кишки, а також мікроворсинок плазматичної мембраниепітеліоцитів площа поверхні слизової оболонки досягає 300 м2, що більш ніж у сто разів перевищує площу поверхні шкіри.
Мікроорганізми заселяють майже всі ділянки слизових оболонок, хоча їх розподіл та чисельність вельми неоднорідні та визначаються анатомічними та фізіологічними особливостямислизових. Найбільше видове розмаїття мікроорганізмів відзначено в шлунково-кишковому тракті(ЖКТ), тут виявляється близько 500 видів. Число мікробних клітин у кишечнику може досягати 1015, що значно перевищує кількість власних клітин організму-господаря. Навпаки, на слизових сечового міхура та нирок, а також нижніх відділів дихального тракту мікроорганізми в нормі відсутні.
Залежно від умов, які можуть сильно відрізнятися, різних слизових домінують ті чи інші мікроорганізми. Наприклад, у ротовій порожнині ряд мікроорганізмів спеціально адаптований до анаеробних умов ясенних кишень, інші ж мають здатність утримуватися на поверхні зубів. Тут також зустрічаються гриби та найпростіші.
Мікроорганізми, присутні у верхніх дихальних шляхах, подібні до таких у ротовій порожнині. У носовій порожнині та глотці присутні резидентні популяції бактерій. У хоанах зустрічаються і спеціальні бактерії, причому збудник менінгіту виявляється тут приблизно у 5% здорових індивідуумів. Ротова область глотки містить бактерії багатьох видів, однак у кількісному відношенні тут домінують стрептококи.
Населення мікроорганізмів в ШКТ варіює за складом і чисельністю залежно від відділу тракту. Кисле середовище шлунка обмежує розмноження бактерій, однак і тут нормальних умовахможна виявити лактобацили та стрептококи, які транзитом проходять через шлунок. У кишечнику виявляються стрептококи, лактобацили, а також можуть бути грамнегативні палички. Щільність і різноманітність мікрофлори збільшується в міру просування вздовж ШКТ, досягаючи максимуму в товстому кишечнику. У ободової кишкиБактерії становлять близько 55% твердого вмісту. Тут постійно присутні бактерії 40 видів, хоча виявити можна представників щонайменше 400 видів. Чисельність анаеробних мікроорганізміву товстому кишечнику перевищує аеробів у 100-1000 разів. Мікробні клітини часто виявляються в дистальних відділахурогенітального тракту. Мікрофлора уретри нагадує мікрофлору шкіри. Колонізацію вищих відділів тракту запобігає змиванню мікроорганізмів сечею. Сечовий міхурта нирки, як правило, є стерильними.
Склад мікрофлори вагіни здорової жінкивключає більше 50 видів анаеробних та аеробних бактерій і може змінюватись в залежності від гормонального статусу. Мікробні клітини часто виявляються у дистальних відділах урогенітального тракту. Мікрофлора уретри нагадує таку шкіру. Колонізацію вищих відділів тракту запобігає змиванню мікроорганізмів сечею. Сечовий міхур та нирки, як правило, є стерильними.
Нормальна мікрофлора слизових оболонок перебуває у стані симбіозу з організмом і виконує низку важливих функцій. Її становлення відбувалося протягом мільйонів років, а тому еволюцію слизових оболонок коректніше розглядати як спільну еволюцію їхнього симбіозу з мікроорганізмами. Однією з найважливіших функцій мікрофлори є трофічна. Наприклад, анаеробна кишкова мікрофлора розкладає полісахариди, які не гідролізуються власними. травними ферментамиорганізму. При бродінні моносахаридів за участю сахаролітичних анаеробів ШКТ утворюються коротколанцюгові. жирні кислоти, які значною мірою заповнюють енергетичні потреби епітеліоцитів товстої кишки та інших клітин організму Порушення забезпечення епітеліоцитів цими кислотами є однією з ланок патогенезу виразкового колітута таких функціональних хвороб, як синдром подразненої товстої кишки.
Важливою роллю кишечної мікрофлори є детоксикація організму. Разом з вуглеводами, що не перетравлюються, мікрофлора формує ентеросорбент з величезною адсорбційною ємністю, який акумулює більшу частину токсинів і виносить їх з організму разом з кишковим вмістом, запобігаючи безпосередньому контакту ряду патогенних агентів зі слизовою оболонкою. Частина токсинів утилізується мікрофлорою для потреб.
Слід також згадати утворення мікрофлорою активних метаболітів, які можуть використовуватися організмом людини – γ-аміномасляної кислоти, путресцину та інших сполук. Мікрофлора кишечника постачає господареві вітаміни групи В, вітамін К, бере участь в обміні заліза, цинку та кобальту. Наприклад, джерелом 20% незамінної амінокислоти - лізину, що у організм людини, є мікрофлора кишечника. Ще однією важливою функцією бактеріальної мікрофлори є стимуляція моторної активності кишки, а також підтримка водного та іонного гомеостазу організму.
Благодійні ефекти нормальної мікрофлоривключають запобігання колонізації та інфекції завдяки конкуренції з патогенними мікроорганізмами за простір та поживні речовини. Нормальна резидентна мікрофлораза допомогою низькомолекулярних метаболітів, а також спеціальних антимікробних речовин пригнічує життєдіяльність низки патогенних мікроорганізмів
Одним із головних захисних механізмівслизової оболонки є зволоження її поверхні слизом, який виробляється або окремими клітинами, або спеціалізованими багатоклітинними залозами. Слиз грає важливу рольу запобіганні проникненню патогенів усередину організму, формуючи в'язкий шар, який пов'язує патогени. Активне переміщення слизу вздовж слизової поверхні сприяє подальшому видаленню мікроорганізмів. Наприклад, у дихальному тракті слиз переміщається з допомогою діяльності вій багаторядного епітелію, а кишечнику - з допомогою перистальтичної активності останнього. У деяких місцях, у кон'юнктиві, ротовій та носовій порожнинах, урогенітальному тракті мікроби видаляються з поверхні слизових за допомогою змивання відповідними секретами. Слизова оболонка порожнини носа виробляє протягом дня близько півлітра рідини. Уретра промивається струмом сечі, а слиз, що виділяється з піхви, сприяє видаленню мікроорганізмів.
Важливим чинником підтримки балансу в екосистемі мікрофлора – макроорганізм є адгезія, за допомогою якої організм контролює чисельність бактерій. Механізми адгезії дуже різноманітні і включають як неспецифічні, і специфічні взаємодії з участю спеціальних молекул - адгезинов. Для встановлення адгезійного контакту бактеріальна клітина і клітина-мішень повинні подолати електростатичне відштовхування, оскільки їх поверхневі молекули гаразд несуть негативний заряд. Сахаралітичні бактерії мають необхідний ферментний апарат для відщеплення негативно заряджених фрагментів. Можливі й гідрофобні адгезивні контакти між бактеріями та епітеліоцитами слизових. Адгезія мікроорганізмів до поверхні епітелію слизової може також здійснюватися за допомогою фімбрій, впорядковано розташованих ниткоподібних виростів на поверхні бактеріальних клітин. Однак найбільш важливу роль відіграють взаємодії між адгезинами та рецепторами епітеліоцитів слизових, деякі з яких є видоспецифічними.
Незважаючи на захисну функціюепітелію і бактерицидну дію секретів, деякі патогени все ж таки потрапляють всередину організму. На цьому етапі захист реалізується за рахунок клітин імунної системи, якими багата сполучнотканинна складова слизової оболонки. Тут багато фагоцитів, опасистих клітині лімфоцитів, частина з яких розсіяна в тканинному матриксі, а інша частина формує агрегати, що найбільш яскраво проявляється в мигдаликах та апендиксі. Агрегати лімфоцитів численні в клубової кишки, де вони звуться пейєрових бляшок. Антигени з просвіту кишки можуть проникати в пейєрові бляшки через спеціалізовані епітеліальні М-клітини. Ці клітини знаходяться безпосередньо над лімфатичними фолікулами в слизовій оболонці кишечника і респіраторного тракту. Процес представлення антигенів за посередництвом М-клітин набуває особливо важливого значення під час лактації, коли антигенпродукуючі клітини з пейєрових бляшок мігрують у молочну залозу і секретують антитіла в молоко, таким чином забезпечуючи новонародженого пасивним імунітетом проти патогенів, з якими контактувала мати.
У пейєрових бляшках кишечника переважають В-лімфоцити, відповідальні за розвиток гуморального імунітету, вони становлять тут до 70% клітин. Більшість плазматичних клітин у слизових продукують Ig А, у той час як клітини, що секретують Ig G і Ig М, переважно локалізовані в тканинах, що не містять слизових поверхонь. Ig A – це основний клас антитіл у секретах дихальних шляхівта кишечника. Молекули Ig A у складі секретів є димерами, з'єднаними в "хвостовій" частині білком, відомим як J-ланцюг, а також містять додатковий поліпептидний компонент, званий секреторним. Димери Ig A набувають секреторного компонента на поверхні епітеліоцитів. Він синтезується самими епітеліальними клітинами і експонується спочатку на базальній поверхні, де служить рецептором для зв'язування Ig A з крові. Комплекси Ig A, що утворюються, з секреторним компонентом поглинаються шляхом ендоцитозу, проходять через цитоплазму епітеліоциту і виводяться на поверхню слизової оболонки. Крім транспортної ролі секреторний компонент, можливо, захищає молекули Ig A від протеолізу травними ферментами.
Секреторний Ig A у слизу діє як перша лінія імунного захистуслизових, що нейтралізує патогени. Дослідження показали, що присутність секреторного Ig A корелює із стійкістю до інфікування різними патогенами бактеріальної, вірусної та грибкової природи. Іншим важливим компонентом імунного захисту слизових є Т-лімфоцити. Т-клітини однієї з популяцій контактують з епітеліоцитами та надають захисний ефект, вбиваючи інфіковані клітини та залучаючи інші імунні клітинидо боротьби із патогеном. Цікаво, що джерелом цих лімфоцитів миші є кластери клітин, що знаходяться безпосередньо під епітеліальною вистилкою кишечника. Т-клітини здатні переміщатися в тканинах слизової оболонки завдяки спеціальним рецепторам на їх мембранах. Якщо імунна відповідь розвивається в слизовій оболонці ШКТ, Т-клітини можуть переміщатися в інші слизові оболонки, наприклад легень або носової порожнини, забезпечуючи захист організму на системному рівні.
Важливе значення має взаємодія між відповіддю слизової оболонки та імунною відповіддю в масштабах всього організму. Показано, що системне стимулювання імунної системи (наприклад, шляхом ін'єкції або через дихальні шляхи) призводить до вироблення антитіл в організмі, але може не викликати відповіді слизових. З іншого боку, стимуляція імунної відповіді слизових може призводити до мобілізації імунних клітин як у слизовій оболонці, так і в масштабах всього організму.
Низькомолекулярні токсини потрапляють у внутрішнє середовище організму лише за порушення нормальних співвідношень мікрофлори та організму господаря. Однак організм може використовувати невелику кількість деяких токсинів для активації відповідних механізмів власного захисту. Інтегральний компонент зовнішньої мембрани грамнегативних бактерій, ендотоксин, потрапляючи в кровотік у значних кількостях, викликає цілу низку системних ефектів, які можуть призвести до некрозів тканин, внутрішньосудинного зсідання крові та важкої інтоксикації. У нормі більшість ендотоксину елімінується фагоцитами печінки, проте мала частинайого все ж таки проникає в системний кровотік. Виявлено активуючий вплив ендотоксину на клітини імунної системи, наприклад макрофаги у відповідь на ендотоксин виробляють цитокіни – β- та γ-інтерферони.
Нормальна мікрофлора слабо імуногенна для господаря через те, що клітини слизових оболонок характеризуються низькою або поляризованою експресією так званих toll-like рецепторів. Експресія цих рецепторів може посилюватися у відповідь медіатори запалення. Молекулярна еволюція епітелію слизових проходила під тиском відбору, який сприяв зменшенню відповіді організму на бактерії-комменсали, за підтримки здатності відповіді на патогенні мікроорганізми. Іншими словами, взаємини між нормальною мікрофлорою та слизовими можна пояснити як результат конвергентної еволюції рецепторів та поверхневих молекул мікроорганізмів та епітеліоцитів. З іншого боку, хвороботворні мікроорганізми подолання захисного бар'єру слизових часто використовують механізми, об'єднані під назвою молекулярної мімікрії. Типовим прикладоммімікрії може бути наявність на зовнішній мембрані стрептококів групи А так званих М-білків, що за своєю структурою нагадують міозин. Вочевидь, що з цих мікроорганізмів у ході еволюції склалася система, що дозволяє уникати спрямованої протимікробної дії захисних сил людського організму. Можна зробити висновок, що захисні механізми слизової оболонки включають багато чинників і є продуктом спільної діяльності макроорганізму і мікрофлори. Тут діють як неспецифічні захисні фактори (рН, редокс-потенціал, в'язкість, низькомолекулярні метаболіти мікрофлори), так і специфічні секреторний Ig А, фагоцити та імунні клітини. У сукупності формується "колонізаційна резистентність" - здатність мікрофлори та макроорганізму у кооперації захищати екосистему слизових від патогенних мікроорганізмів.
Порушення екологічного балансу в слизовій оболонці, яке може відбуватися як у ході захворювання, так і бути результатом алопатичного лікування, призводить до порушень у складі та чисельності мікрофлори. Наприклад, при лікуванні за допомогою антибіотиків чисельність деяких представників нормальної анаеробної мікрофлори кишечника може різко зростати, а самі вони викликати захворювання.
Зміна складу та чисельності нормальної мікрофлори може зробити слизову оболонку більш уразливою по відношенню до хвороботворних мікроорганізмів. В експериментах на тваринах було показано, що пригнічення нормальної мікрофлори ШКТ під впливом стрептоміцину дозволяло легше інфікувати тварин стійкими до стрептоміцину штамами сальмонели. Цікаво, що якщо нормальні тварини для інфікування потребували 106 мікроорганізмів, то було достатньо лише десяти збудників у тварин, яким вводили стрептоміцин.
При виборі стратегії лікування слід зважати на той факт, що становлення захисних механізмів слизових оболонок організму людини відбувалося протягом мільйонів років і їхнє нормальне функціонування залежить від підтримки тонкого балансу в екосистемі мікрофлора - макроорганізм. Стимулювання власних захисних сил організму, співзвучне основним парадигмам біологічної медицини, дозволяє досягати терапевтичних цілей, не руйнуючи у той же час складних і досконалих механізмів захисту, створених самою природою.
А.Г. Никоненко, к.б.н.; НДІ фізіології АН України ім. А.А. Богомольця, м. Київ
Вони визначаються вхідними воротами інфекції, шляхом її поширення в організмі, механізмами протиінфекційної резистентності.
Вхідні ворота– місце проникнення бактерій в макроорганізм. Такими воротами можуть бути:
Вхідні ворота можуть визначати нозологічну форму захворювання. Так, використання стрептокока в області мигдаликів викликає ангіну, через шкіру – пику або піодермію, в ділянці матки – ендометрит.
Шляхи розповсюдження бактерійв організмі можуть бути:
1) по міжклітинному простору (завдяки бактеріальній гіалуронідазі або дефектам епітелію);
2) по лімфатичних капілярах – лімфогенно;
3) за кровоносних судин- гематогенно;
4) по рідині серозних порожнин та спинномозкового каналу
Механізми протиінфекційної резистентності
1. Перешкоджають проникненню мікробів у організм.
2. Перешкоджають розмноженню бактерій.
3. Перешкоджають патогенної дії бактерій.
Особливо велика роль факторів, що гальмують проникнення патогенних чи умовно-патогенних бактерій. Враховуючи наявність захисних чинників макроорганізму, потрапляння до нього інфекційного агента означає обов'язкового і більше негайного розвитку інфБ. Залежно від умов інфікування та стану захисних систем, інфП може взагалі розвинутися чи протікати у вигляді бактеріоносійства. В останньому випадку будь-які системні реакції реакції організму (включаючи імунні) не виявляються.
Механізми пошкодження клітин мікробіотами
Віруси
Непатогенних вірусів немає, тому термін «патогенність» стосовно них зазвичай немає, а вірулентність позначають як інфекційність. ІнфП при вірусних інфекційобумовлений, насамперед, ураженням клітин, у яких вони розмножуються, і є взаємодією двох геномів - вірусного і клітинного.
Проникнувши всередину клітини, віруси викликають ушкодження кількома шляхами:
Гальмують функціонування клітин нуклеїнових кислот або зупиняють біосинтез білка. Так, поліовіруси інактивують трансляцію m – РНК клітини і водночас полегшується трансляція вірусної m – РНК.
Білки вірусу здатні впроваджуватися в клітинну мембрануі безпосередньо ушкоджувати її рецепторні та інші інтегративні можливості (ВІЛ, вірус кору, вірус герпесу).
Віруси можуть лізувати клітини.
Віруси здатні впливати на програму клітинної загибелі (апоптоз)
Інгібіція апоптозу, ймовірно, попереджає апоптоз як захисну реакцію організму щодо знищення клітин, інфікованих вірусом. Можливо також, що антиапптична дія вірусів на клітину посилює реплікацію вірусів. Не виключено, що цей ефект викликає персистенцію вірусів у клітинах або сприяє пухлинному росту клітин, інфікованих вірусом.
Вірусні протеїни експонуються на поверхню інфікованих клітин, пізнаються імунною системою і клітини знищуються Т-лімфоцитами, що суттєво прискорює руйнування інфікованих клітин і, відповідно, загибель органу або тканини, що складається з цих клітин.
Віруси можуть пошкоджувати клітки протимікробного захисту, що здатне викликати вторинний інфекційний процес. Наприклад, пошкодження епітелію верхніх дихальних шляхів спричиняє подальший розвиток бактеріального інфікування (Streptococcus pneumoniae та Haemophilus influenzae). Вірус імунодефіциту людини, ушкоджуючи CD+ лімфоцити хелпери, сприяє тим самим виникненню опортуністичних інфекційних процесів.
Віруси, вбиваючи один тип клітин, здатні знищувати інші клітини, доля яких залежить від перших. Так, поліовірусна денервація моторних нейронів викликає атрофію та іноді загибель дистальних скелетних м'язів, пов'язаних із цими нейронами.
При вірогенії (інтегративна інфекція) віруси можуть викликати клітинну проліферацію та пухлинну трансформацію, а також ряд хронічних та аутоімунних захворювань.
Бактерії
Ці мікроби пошкоджують організм, використовуючи всі фактори патогенності. Наприклад, такий фактор інвазивності та агресивності як ферменти мають свою ушкоджуючу дію або посилюючи дію токсинів, або переводячи протоксини в токсини або самі діють як токсини в результаті утворення токсичних для макроорганізму речовин як, зокрема, фермент уреазу, що гідролізує сечовину з утворенням аміаку та СО2 . Ймовірно, межа між ферментами і токсинами досить умовна, тим більше, що у багатьох токсинів нині знайдено ферментативна активність.
Провідну роль у патогенезі інфекційних захворювань бактеріального походженняграють токсини.
Екзотоксини (правильніше називати – білкові токсини) є зазвичай ферментами. За механізмом свого ушкоджуючого впливу на організм поділяються на 5 груп:
| Механізм ушкоджуючої дії | Приклади |
| Токсини, що ушкоджують клітинні мембрани | a-токсини C.perfringens, гемолізин E.coli, лейкотоксин P.haemolitica, a-токсин S aureus та багато інших. ін Утворюють пори в мембрані, що осмотично руйнує клітину або гідролізують мембрани клітин ферментативно. |
| Токсини, що інгібують синтез білка в клітині | Гістотоксин C.diphtheriae, екзотоксин А P.aeruginoza інактивує фактори елонгації. Stx - токсин S.disenteriae 1 серовара та ін інактивують 28 S рибосомальну РНК. |
| Токсини, що активують шляхи метаболізму вторинних месенджерів | В цьому випадку спотворюються клітинні реакції на позаклітинні сигнали. Наприклад, А субодиниця холерного ентеротоксину інактивує G білок мембрани клітини, що збільшує активність аденілатциклази та відповідно цАМФ, наслідком чого є порушення всмоктування Na+K+ та води. |
| Протеази (є супертоксинами) | Ботулінічний та правцевий нейротоксин, летальний фактор P.anthracis! Ботулотоксин викликає протеоліз білків у нейронах, що інгібує секрецію ацетилхоліну та обмежує м'язові скорочення; тетаноспазмін розщеплює мембранний протеїн та синантобревін у нейронах та блокує секрецію інгібіторних нейротрансмітерів – гліцину та γ–амінобутирової кислоти, що призводить до перезбудження мотонейронів та викликає стійке м'язове скорочення. |
| Активатори імунної відповіді | Токсини синдрому токсичного шоку (TSST-1), ентеротоксини та ексфоліативні токсини S.aureus, пірогенні екзотоксини S.pyogenes впливають безпосередньо на антигенпрезентуючі клітини імунної системи та Т-лімфоцити, що викликає їх масивну проліферацію та утворення великої кількості лі γІФ), моноцитарних (ІЛ-1, ІЛ-6, ФНПa) та ін. цитокінів, спільно здатних викликати як місцеве пошкодження тканин та запалення, так і генералізований ефект - сепсис та септичний шок. |
Ендотоксини (ЛПС)
Механізм дії ЛПС in vivoне носить специфічного характеру і включає наступну послідовність:
При попаданні в організм ЛПС поглинаються фагоцитами (лейкоцитами, макрофагами та ін.)
Зазначені клітини активуються і секретують у навколишнє середовищезначну кількість БАВ ліпідної та білкової природи: простагландини, що активує тромбоцити фактор, лейкотрієни, ІЛ, ІФН, ФНП-a, колонієстимулюючі фактори та ін. Цитокіни, крім впливу протягом запалення, мають виражену імуностимулюючу дію.
У крові ендотоксин взаємодіє з ЛПВЩ та білком, що зв'язує його. Цей ліпопротеїнзв'язуючий білок каталізує перенесення його мономерної форми на мембрану клітини-мішені (моноцити, нейтрофіли).
На клітинній мембрані відбувається зв'язування ліпопротеїнзв'язуючого білка з СД14. Цей білок виконує функцію «рецептора-сміттяра», відповідального за видалення молекули ендотоксину з поверхні клітини за допомогою ендоцитозу, а також презентує молекули ендотоксину «істинному» рецептору.
Описані також інші мембранні білки, що виконують функцію рецептора ЛПС.
Пошкоджуючий ефект ЛПС реалізується за участю ІЛ-1-8, ФНП, ФАТ.
Подібна інформація.
Запитання 1. У чому суть фагоцитозу?
Процес поглинання та перетравлення лейкоцитами мікробів та інших чужорідних речовин називається фагоцитозом. Зустрівшись з мікробами або іншими сторонніми частинками, лейкоцити обволікають їх ложноножками, втягують усередину, а потім перетравлюють. Перетравлення триває близько однієї години.
Запитання 2. Які механізми перешкоджають проникненню мікробів в організм?
У нашому організмі є особливі механізми, що перешкоджають проникненню в нього мікробів та розвитку інфекції. Так, слизові оболонки виконують роль бар'єру, крізь який здатні проникати в повному обсязі мікроби. Мікроорганізми розпізнаються та знищуються лімфоцитами, а також лейкоцитами та макрофагами (клітинами сполучної тканини). Велику роль боротьби з інфекціями грають антитіла. Це особливі білкові сполуки (імуноглобуліни), що утворюються в організмі при попаданні до нього чужорідних речовин. Антитіла виділяють головним чином лімфоцити. Антитіла знешкоджують, нейтралізують продукти життєдіяльності хвороботворних бактерій та вірусів. На відміну від фагоцитів, дія антитіл специфічна, тобто вони діють лише на ті чужорідні речовини, які спричинили їх утворення.
Запитання 3. Що таке антитіла?
Антитіла - білки, що виробляються в організмі людини, що беруть участь у виробленні імунітету. Антитіла взаємодіють з антигенами, осаджуючи та нейтралізуючи їх.
Запитання 4. Яке явище називається імунітетом?
Імунітет – це несприйнятливість організму до інфекційних захворювань.
Запитання 5. Які бувають види імунітету?
Імунітет буває кількох видів. Природний імунітет виробляється внаслідок перенесених хвороб чи передається дітям від батьків у спадок (такий імунітет називають вродженим). Штучний (набутий) імунітет виникає внаслідок введення в організм готових антитіл.
Запитання 6. Що таке вроджений імунітет?
Уродженим імунітет називають, коли імунітет передається дітям від батьків у спадок.
Запитання 7. Що таке сироватка?
Сироватка крові – це плазма крові, позбавлена фібриногену. Сироватки отримують шляхом природного згортання плазми (нативні сироватки), або осадженням фібриногену іонами кальцію. У сироватках збережена більшість антитіл, а за рахунок відсутності фібриногену збільшується стабільність.
Запитання 8. Чим вакцина відрізняється від сироватки?
Препарати із ослаблених мікробів називають вакцинами. При введенні вакцини організм самостійно виробляє антитіла, але їх можна вводити і готовому вигляді.
Кров для лікувальної сироватки беруть або у людини, яка перенесла це захворювання, або у тварин, яких попередньо імунізують.
Іншими словами те й інше – методи профілактики інфекцій. Вакцина - це вбиті мікроорганізми, у відповідь запровадження яких організм сам виробляє свої власні антитіла. А сироватки – це готові антитіла. Принципової різниці у них немає. Але вважається, що сироватки рідше спричиняють алергічні реакції.
Питання 9. У чому заслуга Е. Дженнера?
І Дженнер по суті зробив перше у світі щеплення – прищепив хлопчику коров'ю віспу. Через півтора місяці він заразив дитину натуральною віспоюі хлопчик не захворів: у нього виробився імунітет до віспи.
Запитання 10. Які бувають групи крові?
Відомі 4 основні групи крові за системою АВ0.
Група крові I(0). Група крові I – це Г. до., що характеризується відсутністю в еритроцитах ізоантигенів А та В системи АВ0.
Група крові ІІ (А). Група крові II – це Г. до., що характеризується наявністю в еритроцитах ізоантигена А системи АВ0.
Група крові ІІІ (В). Група крові III - це Г. к., що характеризується наявністю в еритроцитах ізоантигена В системи АВ0.
група крові IV (AB). Група крові IV – це Г. до., що характеризується наявністю в еритроцитах ізоантигенів А та В системи АВ0.
ПОДУМАЙТЕ
1. Чому при переливанні крові необхідно враховувати групу та резус-фактор крові?
Вливання несумісної крові за груповою та резус-фактором приналежності викликає у пацієнта аглютинацію (склеювання) власних еритроцитів, що викликає тяжкі наслідки - смерть.
2. Кров яких груп сумісна, а яких – ні?
Наразі дозволено переливання лише одногрупної крові.
за життєвим показаннямі за відсутності одногрупних за системою АВ0 компонентів крові (за винятком дітей) допускається переливання резус-негативної крові 0(I) групи реципієнту з будь-якою іншою групою крові в кількості до 500 мл.
Резус-негативна еритроцитна масаабо завис від донорів групи А (II) або В (III), за вітальними показаннями можуть бути перелиті реципієнту з AB(IV) групою, незалежно від його резус-приналежності.
За відсутності одногрупної плазми реципієнту може бути перелита плазма групи АВ (IV).
Мікроорганізми викликають розвиток інфекційного захворювання та пошкодження тканин трьома шляхами:
При контакті чи проникненні у клітини господаря, викликаючи їх загибель;
За допомогою виділення ендо- та екзотоксинів, які вбивають клітини на відстані, а також ферментів, що викликають руйнування компонентів тканин, або ушкоджуючи кровоносні судини;
Провокуючи розвиток реакцій гіперчутливості, які призводять до пошкодження тканин.
Перший шлях пов'язаний насамперед із впливом вірусів.
Вірусне ушкодження клітингосподаря виникає внаслідок проникнення та реплікації у них вірусу. Віруси мають на своїй поверхні білки, що зв'язують специфічні білкові рецептори на клітинах господаря, багато з яких виконують важливі функції. Наприклад, вірус СНІДу пов'язує білок, що бере участь у поданні антигену лімфоцитами-хелперами (CD4), вірус Епштейна-Барра - рецептор комплементу на макрофагах (CD2), вірус сказу - ацетилхолінові рецептори на нейронах, а риновіруси оболонки.
Однією з причин тропізму вірусів є наявність або відсутність рецепторів на клітинах господаря, які дозволяють атакувати вірусу. Іншою причиною тропізму вірусів є їхня здатність до реплікації всередині певних клітин. Віріон або його порція, що містить геном і спеціальні полімерази, проникають в цитоплазму клітин одним з трьох способів:
1) шляхом транслокації всього вірусу через плазматичну мембрану;
2) за допомогою злиття оболонки вірусу з клітинною мембраною;
3) за допомогою обумовленого рецептором ендоцитозу вірусу та подальшого його злиття з мембранами ендосом.
У клітині вірус втрачає оболонку, відокремлюючи геном з інших структурних компонентів. Потім віруси реплікуються, використовуючи ферменти, різні для кожного сімейства вірусів. Для реплікації віруси використовують також ферменти клітини-хазяїна. Знов синтезовані віруси збираються у вигляді віріонів в ядрі або цитоплазмі, а потім виділяються назовні.
Вірусна інфекція може бути абортивний(З неповним циклом реплікації вірусу), латентною(вірус знаходиться всередині клітини-господаря, наприклад heгрes zoster) та персистуючою(Віріони синтезуються постійно або без порушень функцій клітини, наприклад гепатит В).
Виділяють 8 механізмів знищення клітин макроорганізму вірусами:
1) віруси можуть викликати гальмування синтезу ДНК, РНК чи білка клітинами;
2) вірусний білок може впроваджуватися безпосередньо в клітинну мембрану, що призводить до її пошкодження;
3) у процесі реплікації вірусів можливий лізис клітини;
4) при повільних вірусних інфекціях захворювання розвивається після тривалого латентного періоду;
5) клітини господаря, що містять на своїй поверхні вірусні білки, можуть бути розпізнані імунною системою та знищені за допомогою лімфоцитів;
6) клітини господаря можуть бути пошкоджені в результаті вторинної інфекції, що розвивається за вірусною;
7) знищення вірусом клітин одного типу може призвести до загибелі пов'язаних із ним клітин;
8) віруси можуть викликати трансформацію клітин, що призводить до пухлинного зростання.
Другий шлях ушкодження тканин при інфекційних захворюваннях пов'язаний головним чином із бактеріями.
Бактеріальні ушкодження клітинзалежить від можливості бактерій прилипати до клітини господаря чи проникати у ній чи виділяти токсини. Прилипання бактерій до клітин господаря обумовлено наявністю на поверхні гідрофобних кислот, здатних зв'язуватися з поверхнею всіх еукаріотних клітин.
На відміну від вірусів, здатних проникати у будь-які клітини, факультативні внутрішньоклітинні бактерії вражають головним чином епітеліальні клітини та макрофаги. Багато бактерій атакують інтегрини клітин господаря – білки плазматичної мембрани, які пов'язують комплемент чи білки позаклітинного матриксу. Деякі бактерії не можуть пенетрувати клітини господаря безпосередньо, але проникають в епітеліальні клітини та макрофаги за допомогою ендоцитозу. Багато бактерій здатні розмножуватися у макрофагах.
Бактеріальний ендотоксин є ліпополісом-харидом, що є структурним компонентом. зовнішньої оболонкиграмнегативних бактерій. Біологічна активність ліпополісахариду, що виявляється здатністю викликати лихоманку, активувати макрофаги та індукувати мітогенність В-клітин, обумовлена наявністю ліпіду А та Сахаров. З ними пов'язаний також викид цитокінів, включаючи фактор некрозу пухлини та інтерлейкін-1 клітинами господаря.
Бактерії секретують різні ферменти (лейкоцидини, гемолізини, гіалуронідази, коагулази, фібринолізини). Роль бактеріальних екзотоксинів у розвитку інфекційних хвороб точно встановлена. Відомі й молекулярні механізми їхньої дії, спрямовані на руйнування клітин організму господаря.
Третій шлях ушкодження тканин при інфекціях – розвиток імунопатологічних реакцій – характерний як для вірусів, так і бактерій.
Мікроорганізми здатні вислизати від імунних механізмівзахистугосподаря завдяки недоступності імунної відповіді; резистентності та комплементзв'язаному лізису та фагоцитозу; мінливості чи втрати антигенних властивостей; розвитку специфічної чи неспецифічної імуносупресії.
Шляхи зараження людини
Зараження людини патогенними мікроорганізмами може статися тільки через пошкоджену шкіру та слизові оболонки ока, дихальних, травних та сечостатевих шляхів. Зараження через непошкоджену шкіру відбувається виключно рідко, оскільки шкіра більшість мікроорганізмів важко проникна. Однак навіть найменші ушкодження її (укус комахи, укол голкою, мікротравми тощо) можуть стати причиною зараження. Місце проникнення збудника в організм людини чи тварини називається вхідними воротами інфекції. У разі, якщо ними є слизова оболонка, можливі три типи інфекції: розмноження збудника на поверхні епітеліальних клітин; проникнення їх у клітини з наступним внутрішньоклітинним розмноженням; проникнення збудника через клітини та поширення його по організму.
Способи зараження
Зараження людини відбувається одним із наступних способів:
1. Повітряно-краплинним або повітряно-пиловим.
2. Фекально-оральним. Збудник виділяється зі спорожненнями або сечею, зараження відбувається через рот при вживанні інфікованих харчових продуктів чи води.
3. Трансмісивним, тобто через укуси кровосисних членистоногих.
4. Контактним - прямий контакт із хворим, реконвалесцентом, бактеріоносієм чи через забруднені предмети побуту, т. е. непрямим контактом.
5. Статевим шляхом.
6. При використанні нестерильних медичних приладів, особливо шприців тощо.
7. Вертикальною, тобто від матері дитині через плаценту, під час пологів або відразу після них.
Динаміка розвитку інфекційної хвороби.
1. Інкубаційний період – період від моменту зараження до появи перших ознак захворювання.
2. Продромальний період, чи період провісників. Він характеризується зазвичай неспецифічними, загальними проявами - слабкість, розбитість, біль голови, загальне нездужання, підвищення температури тощо.
3. Період розвитку (розквіту) хвороби.
4. Період одужання, чи реконвалесценції. Клінічне одужання настає зазвичай раніше патологоанатомічного та бактеріологічного одужання.
Бактеріоносійство. Дуже часто після або латентної інфекції або перенесеного захворювання організм людини не в змозі повністю звільнитися від збудника. При цьому людина, практично здорова, стає її носієм протягом багатьох місяців або навіть років. Як джерело зараження для інших осіб, бактеріоносії відіграють велику роль в епідеміології багатьох захворювань (черевного тифу, дифтерії та ін.), оскільки вони виділяють їх збудників у навколишнє середовище, заражають повітря, воду, харчові продукти. Близько 5-8% людей, які перехворіли черевним тифом, стають хронічними (терміном понад 3 міс.) носіями S. typhi і є основним їх резервуаром у природі.
11. Інфекція та інфекційний процес. Чинники інфекційного процесу. Типи інфекцій - абортивна, латентна, дрімуча, типове інфекційне захворювання, атипове захворювання, вірогонія, повільна інфекція, бактеріоносійство. Мех-ми персистування.
Термін інфекція або інфекційний процес позначає сукупність фізіологічних та патологічних відновно-пристосувальних реакцій, що виникають у сприйнятливому макроорганізмі за певних умов навколишнього середовища. зовнішнього середовищав результаті його взаємодії з патогенними або умовно-патогенними бактеріями, грибами і вірусами, що проникли і розмножуються в ньому, і спрямованих на підтримку сталості внутрішнього середовища макроорганізму (гомеостазу).
Сучасним вченням про інфекції є визнання того, що виникнення, розвиток та результат інфекції як процесу взаємодії між мікро- та макроорганізмом залежать від властивостей того та іншого учасників цієї конкурентної взаємодії та від умов зовнішнього середовища, в яких воно відбувається.
1.Абортивна. Збудник проникає в організм, але не розмножується в ньому або у зв'язку з надійною природною резистентністю або з набутим специфічним імунітетом, що пригнічує збудника. Таким чином, інфекційний процес обривається, і збудник рано чи пізно гине чи видаляється з організму.
2. Латентна (інаппарантна). Збудник проникає в організм, розмножується в ньому, макроорганізм відповідає на нього відповідними імунобіологічними реакціями, що ведуть до формування набутого імунітету та видалення збудника з організму. Однак жодних зовнішніх клінічних проявів цієї інфекції немає, вона протікає приховано (латентно). Нерідко у такій латентній формі люди переносять поліомієліт, бруцельоз, деякі вірусні гепатитита інші хвороби.
3. Дрімуча інфекція. Безсимптомне перебування збудника в організмі може зберігатися довгий часпісля латентної інфекції або після перенесеного захворювання, наприклад, легеневого туберкульозу, що закінчився формуванням первинного комплексу. Під впливом умов, що знижують опірність організму, живі мікроорганізми, що зберігаються в ньому, активізуються і викликають захворювання або його рецидив. Таким чином, патогенні мікроби знаходяться деякий час як би в дрімає стані. Такі «дрімлі» мікроби можуть проникати в організм із зовнішнього середовища або бути результатом переходу в «дрімливий» стан мікроба-збудника. пригніченого у своїй активності, але зберіг життєздатність і потенційну готовність до активації за сприятливих йому умов. Тому вони отримали назву «мікробів, готових до виходу». У тих випадках, коли мікроби, що «дрімають» в організмі, зосереджені в місцевому обмеженому вогнищі, звідки вони можуть поширюватися і викликати захворювання, застосовують термін «фокальна» інфекція (наприклад, заглухлий). запальний процесв каріозному зубі, в якому його збудник - стрептокок - зберігається в «дрімливому» стані до певного часу).
4. Типова для цього збудника форма інфекції. Збудник проникає в організм, активно в ньому розмножується, викликаючи характерні (типові) для цієї хвороби клінічні прояви, які також характеризуються певною циклічністю
5. Атипова форма. Збудник проникає в організм, активно в ньому розмножується, організм відповідає відповідними імунобіологічними реакціями, що призводять до формування активного імунітету, але клінічні симптомихвороби мають невиражений, стертий чи атиповий характер. Найчастіше це пов'язано або зі слабкими патогенними властивостями збудника, або з високою природною резистентністю організму, або з ефективним антибактеріальним лікуванням або дією всіх цих трьох факторів.
6. Персистентна (хронічна). Збудник проникає в організм, розмножується в ньому, викликає активну форму хвороби, але під впливом імунних системорганізму та хіміопрепаратів піддається L-трансформації. Оскільки L-форми бактерій не чутливі до багатьох антибіотиків та хіміопрепаратів, чий механізм дії пов'язаний з порушенням синтезу клітинної стінки, а також антитіл, вони можуть довгий часпереживати у організмі. Повертаючись у свою вихідну форму, збудник відновлює патогенні властивості, розмножується та викликає загострення (рецидив) хвороби.
7. Повільні інфекції. Збудник проникає в організм і може довгий час – місяці, роки – зберігатися у ньому внутрішньоклітинно у латентному стані. Через низку біологічних особливостей збудників повільних інфекцій організм неспроможна їх позбутися, а при сприятливих для збудника умовах він починає безперешкодно розмножуватися, захворювання протікає дедалі важче і, зазвичай, закінчується смертю хворого. Повільні інфекції характеризуються тривалим інкубаційним періодом, тривалим прогресуючим розвитком хвороби, слабкою імунною відповіддю та важким результатом. Типовим прикладом повільної інфекції є СНІД.
8. Бактеріоносійство. Дуже часто після або латентної інфекції або перенесеного захворювання організм людини не в змозі повністю звільнитися від збудника. При цьому людина, практично здорова, стає її носієм протягом багатьох місяців або навіть років. Як джерело зараження для інших осіб, бактеріоносії відіграють велику роль в епідеміології багатьох захворювань (черевного тифу, дифтерії та ін.), оскільки вони виділяють їх збудників у навколишнє середовище, заражають повітря, воду, харчові продукти. Близько 5-8% людей, які перехворіли на черевний тиф, стають хронічними (на термін більше 3 міс.) носіями S. typhi і служать основним їх резервуаром у природі.
