Общая микробиология
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
Кариесогенные микроорганизмы К кариесогенным относят, в первую очередь, микроорганизмы, способные вызвать кариес в чистой культуре или в ассоциации с другими микробами у гнотобиотных животных. Наибольшее значение в развитии кариеса имеют оральные стрептококки (S. mutans, S. sangius), лактобактерии и некоторые актиномицеты. Ведущая роль отводится виду S. mutans, состоящему из 8 сероваров. Он является наиболее кислотообразующим представителям среди стрептококков полости рта и может существовать при низких значениях рН. Одним из важнейших биологических свойств S. mutans является способность этих бактерий прикрепляться к гладким поверхностям зуба. Адгезия к зубам обеспечивает формирование бляшек этими микробами. Стрептококки ферментируют многие углеводы с образованием молочной кислоты. При этом рН в бляшках снижается до критического уровня (рН 5 и ниже). Наряду с кислотообразованием патогенетическое значение имеет способность оральных стрептококков образовывать внеклеточные полисахариды — растворимый и нерастворимый гликан (декстран) и леван (фруктан). Растворимый гликан и леван легко расщепляются как S.mutans, так и другими микроорганизмами, а нерастворимый гликан активно участвует в процессе адгезии оральных микроорганизмов. Образование гликана вызывает межклеточную агрегацию S. mutans и других бактерий, присутствующих в бляшке (Noccardia, Neisseria, A. vicosus, С. albicans). Гликаны стабилизируют бляшку. Липкий гликановый матрикс зубной бляшки препятствует диффузии большого количества молочной кислоты, образуемой микробами, что продлевает её пребывание на поверхности зубов и ведёт к деминерализации эмали, вызывая кариес зубов. Кроме того, внеклеточные полисахариды, заполняя весь объем бляшки или очага поражения, затрудняют процесс реминерализации, препятствуя поступлению в эмаль ионов кальция и фосфатов. Если стрептококки превалируют в полости рта, то количество лактобактерий в бляшке составляет примерно 1% от общего количества микробов, находящихся в зубной бляшке. Лактобактерии играют незначительную роль на начальных этапах адгезии микробов к эмали зуба и в формировании бляшки. Однако их роль резко возрастает в прогрессировании кариеса по мере увеличения степени выраженности кариозного поражения. Лактобактерии толерантны к низкой рН и способны синтезировать большое количество молочной кислоты из углеводов. Очевидно, эти микробы играют решающую роль в деструкции дентина после деформации эмали. Что же касается роли актиномицетов в возникновении кариеса, то они, видимо, участвуют в кариозных поражениях корней зубов у пожилых людей при обнажении корневого участка зуба. Кроме того, актиномицеты, бактероиды и другие микроорганизмы выделяют протеазы, которые участвуют в разрушении дентина, а, следовательно, увеличивают кариозные поражения. На кариесогенную активность оральных микроорганизмов влияет слюна - её агрегирующие факторы, которые, с одной стороны, способствуют прикреплению микробных клеток к поверхности зуба, а с другой - удаляют их при омывании полости рта. На равновесие между процессами де- и реминерализации влияют многие факторы - наличие в слюне бикарбоната, мочевины, ионов кальция, фосфора и другие. При снижении рН ниже критического уровня (5 и менее) ионы кальция и фосфора выходят из зубной эмали в окружающую среду. При повышении рН они входят в состав эмали обратно. Способностью повышать значение рН и, следовательно, противокариозным действием обладает система буферов бикарбонат- карбоновая кислота и сиалин, находящийся в слюне. 71. Одонтогенные гнойно-воспалительные заболевания зубочелюстной системы. Этиология и патогенез заболевания. Одонтогенным называется такой воспалительный процесс, который непосредственно связан с тканями, находящимися внутри и вокруг зуба. Развитие одонтогенных воспалительных процессов определяется особенностями анатомо-топографических соотношений между входными воротами инфекции — одонтогенным очагом — и окружающими тканями: надкостницей, костью и мягкими тканями челюстно-лицевой области. Анатомическая близость, обилие кровеносных и лимфатических сосудов, соединяющих эти ткани, создают благоприятные возможности для быстрого распространения инфекции. Кариозный процесс создает возможность попадания микробов через дентинные канальцы в пульпу. Дальнейшее распространение микробов и продуктов их жизнедеятельности вызывает развитие периодонтита, а затем воспалительный процесс распространяется на надкостницу, и возникает периостит, остеомиелит. Вовлечение в воспалительный процесс мягких тканей приводит к возникновению околочелюстных абсцессов и флегмон. Пульпит - это острый или хронический воспалительный процесс, протекающий в коронковой или корневой пульпе. Периодонтит — это воспаление периодонта, характеризующееся нарушением целостности связок, удерживающих зуб в альвеоле, кортикальной пластинки кости, окружающей зуб и резорбции костной ткани от незначительных размеров до образования кист больших размеров. Периостит — воспаление надкостницы. Остеомиелит — гнойно-некротический процесс, развивающийся в кости и костном мозге. Абсцесс — гнойное воспаление тканей с их расплавлением и образованием гнойной полости, может развиться в подкожной клетчатке, мышцах, костях (локализованный воспалительный процесс). Флегмона — острое разлитое гнойное воспаление, распространенное на несколько областей головы и шеи. Важной чертой этих форм одонтогенного воспаления является распространение воспаления в жировой клетчатке по ходу фасций, поэтому, в зарубежной литературе принят термин фасциит. Прогрессирование гнойного воспаления может привести к гематогенному (с током крови) распространению инфекции – сепсису. Микробная флора при пульпитах Здоровая пульпа – биологический барьер, препятствующий проникновению различных вредных факторов в ткани периодонта. Острый пульпит носит сначала очаговый характер и протекает как серозное воспаление. Чаще всего при этом обнаруживают зеленящие и негемолитические стрептококки группы Д, стрептококки без группового антигена, лактобактерии. Без лечения острый серозный пульпит переходит в гнойный пульпит, при котором выделяют пептострептококки, бета- гемолитические стрептококки группы F и G. Острый пульпит переходит в хронический, а при некрозе ткани – в гангренозный пульпит. При этих формах пульпита из некротизированной пульпы в большом количестве высевают анаэробные бактерии: пептострептококки, бета-гемолитические стрептококки группы F и G, бактероиды, спирохеты, актиномицеты. Могут также присоединиться гнилостные бактерии – палочки протея, клостридии, бациллы. Микробная флора при периодонтитах В зависимости от того, откуда микробы попадают в ткани периодонта, различают апикальный периодонтит (поступление через корневой канал) и маргинальный (проникновение из патологического десневого кармана). При остром серозном периодонтите в состав микрофлоры чаще всего входят зеленящие и негемолитические стрептококки. Если воспаление связано с проникновением микробов через отверстие корневого канала, то микробный состав определяется флорой гнойного или гангренозного пульпита. При гнойном периодонтите обнаруживаются коагулазо- положительный Staphylococcusaureus и β-гемолитические стрептококки. При переходе острого периодонтита в хронический начинают преобладать анаэробные пептострептококки, к которым присоединяются другие стрептококки с групповым и без группового антигена. В апикальных гранулемах обнаруживают актиномицеты, бактероиды, фузобактерии, извитые формы, клостридии. Показано, что одонтогенные инфекции протекают более тяжело, если в их генезе участвуют анаэробы, особенно F. nucleatum. Микробная флора при периоститах, остеомиелитах, абсцессах, флегмонах челюстно-лицевой области При всех выше перечисленных заболеваниях обнаруживаются микробные ассоциации, в составе которых преобладают анаэробные грамположительные и грамотрицательные палочки, пептострептококки, стафилококки (S. aureus), β-стрептококки, гнилостные бактерии. Роль нормальной микрофлоры в развитии воспалительных процессов челюстно-лицевой области Воспалительные заболевания, вызываемые микробами-опортунистами, поражают любые ткани челюстно-лицевой области: слизистую оболочку,жировую клетчатку, мышцы и фасции, связочный аппарат и кости. Большинство рассматриваемых выше инфекций относится к эндогенным. Одно то, что анаэробы составляют большинство в микробном биоценозе полости рта, заставляет предположить основную роль их в развитии патологических процессов челюстно-лицевой области. К неспорообразующим анаэробным бактериям (НАБ) - представителям оральной микрофлоры, вызывающие одонтогенные гнойно-воспалительные процессы относят: представителей родов Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella, Fusobacterium, Leptotrichia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Actinomyces. Являясь условно-патогенными микроорганизмами, они имеют ряд преимуществ: •Высокий уровень содержания их в полости рта, вследствие чего возникает высокая вероятность эндогенной инфекции •Устойчивость к большинству антибактериальных препаратов •Наличие факторов вирулентности: 1. Поверхностные структуры клетки (пили, капсула) 2. Ферменты (коллагеназа, нейраминидаза, ДНК-аза, гепариназа, фибринолизин, бета-лактамаза) 3. Токсины (эндотоксин, лейкоцидин, гемолизины, гемагглютинин) 4. Метаболиты (летучие и длинноцепочечные жирные кислоты). В материале от больного могут определяться одновременно ассоциации 3-5 и более видов облигатно-анаэробных бактерий или их сочетания с факультативными анаэробами (чаще – стафилококком и стрептококком) и аэробами (нейссерии, синегнойная палочка). Симбиотические отношения, которые складываются между различными бактериями слизистой полости рта или зубной бляшки, при развитии инфекционного процесса обеспечивают синергизм их патогенного действия в очаге воспаления. Учитывая ассоциативный характер «микробного пейзажа» одонтогенных воспалительных очагов, закономерно возникает вопрос о роли отдельных представителей в развитии и течении заболевания. Показано, что наиболее часто выделяются из гнойных очагов бактероиды, и у 1/3 больных превалируют в составе микробной ассоциации. В 20% превалируют пептострептококки и в 15% - стафилококки. Необходимо отметить, что такая закономерность прослеживается независимо от распространенности гнойно- воспалительного процесса, но зависит от его длительности и проводимого лечения. Следует учитывать и то, что концентрация микроорганизмов в гнойном экссудате более низкая при ограниченных очагах и более высокая при разлитых. При этом клиническая картина зависит не от вида возбудителя, а от пораженного органа. Условия и особенности развития одонтогенного воспаления Характерными чертами одонтогенного воспаления являются: 1. прогрессирование процесса от местного к общему (выраженная тенденция к генерализации процесса); 2. полимикробный характер процесса (микст-инфекция); 3. последовательная смена доминирования аэробных, факультативно-анаэробных и облигатно-анаэробных видов. Условия для развития одонтогенного воспаления 1. Выход микрофлоры за пределы свойственной ей экологической ниши. 2. Снижение естественной резистентности организма (в частности, противомикробного иммунитета). 3. Наличие условий для размножения анаэробной микрофлоры (низкий ОВП среды, наличие факторов роста). Условия для выхода микрофлоры за пределы свойственной ей в организме экологической ниши могут быть местными, чисто механическими, или общими, связанными с нарушением регуляции и резистентности организма. К местным условиям относят: травму слизистой оболочки полости рта, экстракцию зуба, другие оперативные вмешательства, некроз ткани, пункции, эндоскопии, распад опухоли и т.д. Снижение естественной резистентности организма моет быть связано с кровопотерей, голоданием, переохлаждением, переутомлением, местным нарушением кровообращения. В последнее время этот перечень пополнен неблагоприятным воздействием на иммунитет оперативных вмешательств, травм и ожогов, применением иммунодепрессантов, цитостатиков, антибиотиков и глюкокортикоидов. Хирургические инфекции теперь всё чаще возникают на фоне заболеваний злокачественными опухолями, сахарным диабетом, при лучевой терапии, лейкопении, гипогаммаглобулинемии, при состоянии после пересадки органов. Все вышеуказанные причины, нарушая противомикробный иммунитет, способствуют развитию эндогенных инфекций, особенно в лечебных учреждениях, где от внешней (транзиторной) микрофлоры пациент защищен асептическим режимом стационара. В качестве главных условий для развития неспоровых анаэробов на месте внедрения в ткани необходимы отрицательный окислительно- восстановительный потенциал среды и наличие факторов роста. Эти условия могут существовать до попадания микроорганизмов в ткани (например, при сахарном диабете парциальное давление кислорода в мышцах и подкожной клетчатке на 40% ниже нормы; низкое давление наблюдается в омертвевших тканях, при ишемии, спазме сосудов или их сдавлении), а могут и создаваться в ходе самой инвазии. Особое место в патогенезе инфекций, вызываемых анаэробами, занимает их симбиоз между собой или анаэробов с аэробными микроорганизмами. В основном, это связано с поглощением свободного кислорода в тканях аэробами и тем, что аэробы синтезируют особые вещества (факторы роста), способствующие росту анаэробов. Но не только аэробы покровительствуют анаэробам, возможен и обратный эффект. В экспериментах показано, что бета-лактамаза, продуцируемая В. fragilis, при совместном его росте со стрептококком, способна в тысячи раз повысить его устойчивость к пенициллинам и цефалоспоринам. Работы других исследователей продемонстрировали, как Вfragilis, выделяя во внешнюю среду антифагоцитарные факторы, защищает протей и эшерихии от действия человеческих лейкоцитов. В патогенезе одонтогенных инфекций большое значение придают наличию хронических воспалительных очагов в полости рта. Хронические локализованные процессы в ротовой полости в некоторых случаях могут явиться причиной системных заболеваний и получили название хронических очагов инфекции. Хроническими одонтогенными очагами инфекции в полости рта являются хронические гангренозные пульпиты, хронические периодонтиты, пародонтит, хронический перикоронит, хронический остеомиелит. Особенности состава микрофлоры при одонтогенных и неодонтогенных воспалительных процессах челюстно-лицевой области Для острых одонтогенных воспалительных заболеваний характерно наличие неспорообразующих анаэробных бактерий (бактероиды, фузобактерии, пептококки, пептострептококки, реже актиномицеты), а также стрептококков. При хронических одонтогенных воспалениях выделяют ассоциации облигатных анаэробных бактерий с факультативно-анаэробными (стафилококки, стрептококки). Для неодонтогенных воспалительных процессов характерно преобладание стафилококков, стрептококков, реже бацилл и облигатных анаэробов. При этом часто выделяются монокультуры. 72. Парадонтопатогенные мо: классификация, характеристика, факторы патогенности, лабораторная диагностика. Болезни пародонта. Определение, классификация Болезни пародонта – это разнородная группа заболеваний воспалительной и обменно-дистрофической природы, сопровождающихся разрушением тканей десны, включая коллагеновую основу периодонта и кости альвеолярного отростка. К заболеваниям пародонта относят: 1. Гингивит (локальное воспаление десны). 2. Пародонтит (прогрессирующий воспалительный процесс с деструкцией тканей пародонта и кости). 3. Пародонтоз (преимущественно дистрофическое поражение тканей пародонта). 4. Пародонтомы (опухолевые и опухолеподобные процессы тканей пародонта). Воспалительные заболевания пародонта (гингивит и пародонтит) широко распространены среди населения: 60-70% после 30 лет и 85-97% - после 65, и являются ведущей причиной потери зубов у большинства взрослых. Пародонтопатогенные микробы В патогенезе воспалительных заболеваний пародонта имеется взаимодействие двух патогенетических механизмов: воздействие анаэробной микрофлоры и иммунологической реактивности организма человека. Согласно рекомендациям ВОЗ 1994-1995 гг., среди резидентной микрофлоры полости рта с анаэробным типом дыхания следует выделять т.н. пародонтопатогенные виды, которые отличаются от других высокими адгезивными, инвазивными и токсическими свойствами по отношению к тканям пародонта. К ним относятся: 1. Грамнегативные анаэробные бактерии группы бактероидов (Porphyromonasgingivalis, Prevotellamelaninogenica, Tannerellaforsythensis (ранее Bacteroidesforsythus)), в меньшей степени - спирохеты и фузобактерии. 2. Грампозитивные анаэробные бактерии группы актиномицетов, в меньшей степени - пептострептококки. Доказано, что развитие пародонтита наиболее часто ассоциируется с увеличением количества и персистенцией в тканях пародонта следующих видов бактерий: Porphyromonasgingivalis, Tannerellaforsythensis (ранее Bacteroidesforsythus), Aggregatibacter (ранее Actinobacillus) actinomycetemcomitans. Это пародонтопатогенные виды 1-го порядка. Они обладают высокой степенью адгезии к эпитериальным клеткам и коагрегации с грамположительными бактериями. Prevotellaintermedia, Treponemadenticola, Actinomycesisraelii, Peptococcusniger, Peptostreptococcusmicros и др. относятся к пародонтопатогенным видам 2-го порядка и оказывают действие при значительном увеличении числа микроорганизмов. Эксперименты на различных животных, в том числе на гнотобионтах, показали, что бактероиды полости рта (Porphyromonasgingivalis, Prevotellamelaninogenica и др.) являются необходимым фактором для начала воспалительного процесса. Грамотрицательные бактерии, выделенные из пародонтального кармана, вызывали у животных резорбцию альвеолярной кости, тогда как грамположительные бактерии вызывали лишь образование большого количества зубного налёта и незначительную резорбцию кости. Пародонтопатогенные микроорганизмы обладают широким спектром факторов патогенности, что позволяет им индуцировать длительный воспалительный процесс. К ним относят: Факторы адгезии - способность прилипать в большом количестве к эпителиальным клеткам, гидроксиапатиту и к грамположительным бактериям. Их адгезивные свойства ингибируются в присутствии слюны и сыворотки крови. Однако способность к коагрегации с грамположительными бактериями при этом не ингибируется. Факторы инвазии – продукция гистолитических ферментов: гиалуронидаза, ДНК-аза, РНК-аза, коллагеназа, протеаза. Токсические факторы – грамотрицательные бактерии содержат эндотоксин, вырабатывают цитотоксические субстанции, включающие жирные кислоты, индол, амины, аммиак и др. Все эти вещества в той или иной степени оказывают разрушающее действие на ткани пародонта. Бактероиды выделяют летучие серные соединения, которые увеличивают проницаемость слизистой полости рта. Кроме того, благодаря содержанию специфических липополисахаридов, грамотрицательные микробы могут явиться причиной иммунопатологических механизмов, которые приводят к деструкции костной ткани. Такими свойствами invitro обладают некоторые виды бактероидов, фузобактерии и др., что было установлено с помощью реакций бласттрансформации лимфоцитов. Протективные свойства, т.е. способность противодействовать защитным силам макроорганизма. Это свойство обеспечивается полисахаридной капсулой грамотрицательных микробов, ферментами, способными расщеплять иммуноглобулины и фракции комплемента. Многие виды бактероидов способны продуцировать ферменты, инактивирующие антибиотики, что затрудняет лечение. Микрофлора при гингивите Общее число микробов при гингивите в 10-20 раз больше, чем в здоровом пародонте. Ещё до появления клинических симптомов микроскопия позволяет выявить изменения состава микрофлоры: увеличение грамотрицательной флоры и смена кокковой флоры палочковидными формами. В этом смысле доклиническую фазу воспалительных заболеваний пародонта можно рассматривать как своеобразный дисбактериоз, к которому ведут неправильный образ жизни, обменные нарушения в тканях пародонта, эндокринные дисфункции. При длительном гингивите поддесневая флора характеризуется увеличением количества грамотрицательных палочек: фузобактерии, бактероиды и др. составляют около 45% всей культивируемой флоры. Грамположительные факультативно-анаэробные палочки, в основном, Actinomycesnaeslundii, A. viscosus, A. israelii обнаруживаются с частотой около 25%. В небольших количествах выделяются пропионибактерии и эубактерии. В 27% случаев обнаруживаются грамположительные факультативно-анаэробные стрептококки. Микрофлора при пародонтите К развитию пародонтита приводит сбой в функционировании защитных механизмов организма и изменения в составе и количестве микрофлоры пародонтального кармана. При пародонтите выявляется значительный сдвиг в сторону палочковидных форм и спирохет, количество которых возрастает до 40%. Соотношение подвижных форм к неподвижным увеличивается до 1:1 (в норме 1:49). К цементу прикреплены, в основном, грамположительные микробы, грамотрицательные – присутствуют в неплотных слоях поддесневой бляшки, которая распространяется до верхушечной части кармана. При пародонтите преобладают грамотрицательные анаэробные палочки (Porphyromonasgingivalis, Prevotellamelaninogenica, Fusobacteriumnucleatum и др). Однако у некоторых больных наблюдается превалирование актиномицетов. Механизм и условия возникновения заболеваний пародонта В патогенезе болезней пародонта существенная роль принадлежит микробным факторам и иммунопатологическим механизмам – иммунокомплексному и клеточному. Для развития заболеваний пародонта должны сочетаться следующие условия: 1. Присутствие пародонтопатогенных видов бактерий в количестве достаточном для того, чтобы начался патологический процесс. 2. Условия обитания в нише должны способствовать росту и размножению бактерий (достаточное количество питательных веществ, ростовых факторов, низкий ОВП) 3. В тканях пародонта должны отсутствовать микробы- антагонисты пародонтопатогенных бактерий. 4. Микроб должен пространственно локализоваться так, чтобы он или продукты его жизнедеятельности могли действовать на клетки- мишени. 5. Организм человека должен быть чувствительным к микробам или продуктам их жизнедеятельности. 6. Развитие иммунопатологических реакций. При исследовании содержимого десневого кармана у больных пародонтитом определяются иммуноглобулины классов A,G,M, фракции комплемента С3, С5, лейкоциты. Ткани десны обильно инфильтрированы плазматическими клетками, лимфоцитами, макрофагами (моноцитами). Всё это позволяет считать, что многие реакции антиген-антитело, проявления клеточного иммунитета происходят именно здесь, в тканях пародонта и альвеолярной кости. Иммунопатогенез пародонтопатий можно разделить на две фазы: обратимую и необратимую. Обратимая фаза связана с нормальным иммунным ответом защитного характера со стороны местных тканей. Её механизм обуславливается усиленным размножением грамотрицательных бактерий в десневых карманах и зубных бляшках. Микробные ферменты разрыхляют непроницаемый для бактерий барьер – краевой эпителий десны и создают условия для трансфузии эндотоксинов в соединительную ткань. Микробные антигены, продукты распада клеток и обменные продукты зубной бляшки провоцируют усиленную миграцию сегментоядерных лейкоцитов и макрофагов в краевой эпителий. По мере накопления специфических антител (IgM, IgG) они образуют иммунные комплексы с персистирующими антигенами микробной природы, что должно способствовать очищению от них слизистой оболочки рта. Захват и деградацию иммунных комплексов и продуктов их распада осуществляют мигрирующие в очаг воспаления фагоциты, активированные лимфокинами. Обратимая фаза клинически проявляется признаками местного воспаления - гингивита. Своевременное лечение прекращает массивное поступление антигенов и останавливает или ликвидирует воспаление десны. Однако если массивное поступление микробных антигенов не прекращается, мобилизованные защитные механизмы могут привести к деструкции тканей. Это происходит в связи с освобождением фагоцитирующими клетками лизосомальных ферментов, среди которых наиболее активны протеиназы: коллагеназа и эластаза. Они способны расщеплять денатурированный коллаген пародонтальной соединительной и костной тканей. При этом эпителий набухает, теряет прочную связь с твёрдыми тканями зуба. В результате образуется патологический десневой карман, который служит входными воротами для вторичной гнойной инфекции. В этом случае гингивит переходит в пародонтит.Необратимая, иммунопатологическая, фаза, прежде всего, связана с сенсибилизацией Т-лимфоцитов аутоантигенами, образующимися при деструкции пародонта. Важную роль играют при этом микробные эндотоксины, которые усиливают сенсибилизацию лимфоцитов, а также могут вызывать поликлональную активацию В-лимфоцитов. Таким образом формируются механизмы аутоагрессии, приводящие к прогрессирующему, рецидивирующему, необратимому течению пародонтита с атрофией остеоцитов и альвеолярных отростков челюсти. Понимание этиологии и патогенеза пародонтита необходимо не только для установления роли микробов в этом процессе, но также и для выяснения условий, способствующих росту бляшки, определению роли местных и системных факторов, которые могут влиять на резистентность или чувствительность тканей пародонта к бактериям, продуктам их жизнедеятельности и значению индивидуальных особенностей организма хозяина в функционировании деструктивных и защитных механизмов. Понятие об инфекции и инфекционном процессе. Факторы, участвующие в формировании инфекционногопроцесса. Инфекция – сложный комплекс взаимодействия возбудителя и макроорганизма в определенных условиях внешней и социальной среды, включающий динамически развивающиеся патологические, защитно-приспособительные, компенсаторные реакции (объединяющиеся под названием «инфекционный процесс»). Инфекционный процесс — комплекс реакций, возникающих в макроорганизме в результате внедрения и размножения в нем патогенных микроорганизмов и направленных на обеспечение гомеостаза и равновесия с окружающей средой; проявления Инфекционный процесс варьируют от носительства возбудителей до клинически выраженного заболевания. Инфекционный процесс может проявляться на всех уровнях организации биологической системы (организма человека) – субмолекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и составляет сущность инфекционной болезни. Собственно инфекционная болезнь – это частное проявление инфекционного процесса, крайняя степень егоразвития. Возникновение, течение и исход инфекционного процесса определяются тремя группами факторов: количественные и качественные характеристики микроба — возбудителя инфекционногопроцесса; состояние макроорганизма, степень его восприимчивости кмикробу; действие физических, химических и биологических факторов окружающей микроб и макроорганизм внешней среды, которая и обуславливает возможность установления контактов между представителями разных видов, общность территории обитания разных видов, пищевые связи, плотность и численность популяций, особенности передачи генетической информации, особенности миграции и т.д. При этом по отношению к человеку под условиями внешней среды, прежде всего, следует понимать социальные условия его жизнедеятельности. Первые два биологических фактора являются непосредственными участниками инфекционного процесса, развивающегося в макроорганизме под действием микроба. При этом микроб определяет специфичность инфекционного процесса, а решающий интегральный вклад в форму проявления инфекционного процесса, его длительность, степень тяжести проявлений и исход вносит состояние макроорганизма, прежде всего факторы его неспецифической резистентности, на помощь которым приходят факторы специфического приобретенного иммунитета. Третий, экологический, фактор оказывает на инфекционный процесс опосредованное воздействие, снижая или повышая восприимчивость макроорганизма, либо снижая и повышая инфицирующую дозу и вирулентность возбудителя, активируя механизмы заражения и соответствующие им пути передачи инфекции, и т.д. Классификации: 1)Природа патогена: бактериальные (дизентерия, сальмонеллез, дифтерия), вирусные (грипп, ВИЧ инфекция, оспа), грибковые (канди доз, аспергиллез), протозойные (малярия, токсо плазмоз, лямблиоз), прионные (куру, скрепи и тд) 2)По происхождению: эндогенная и экзогенная 3)По локализации: местная и генерализованная 4)По числу патогенов: моноинфекиця, смешанная (2 и более патогена), реинфекция (повторное заражение этим же патогеном после выздоровления), суперинфекция (повторное заражение до выздоровления- например, сифилис), вторичная инфекци (другой патоген на фоне имеющегося заболевания) 5)По течению: острые и хронические(хронические состоят из ремиссии и рецидива) 6)Источник заражения: антропонозные, зоонозные, сапронозные
В развитии инфекции и формах ее проявления играют роль три основных взаимодействующих фактора: патогенные микроорганизмы, восприимчивый макроорганизм и внешняя среда, где происходит их взаимодействие. Чтобы вызвать заболевание, микроорганизмы должны обладать патогенностью и вирулентностью, т. е. признаками, которые характеризуют их как возбудителей заболевания. Патогенность, или способность вызывать заболевание, является видовым, генетически обусловленным признаком микроорганизмов, возникшим в процессе эволюции. Патогенность контролируется многими генами, каждый из которых отвечает за синтез определенных ферментов и структур, обеспечивающих микроорганизму возможность существования в макроорганизме. Существует также группа условно-патогенных микроорганизмов, которые могут вызывать заболевания лишь при ослаблении сопротивляемости организма, когда защитные факторы недостаточны для борьбы с ними. Условно-патогенные микроорганизмы живут на коже, слизистых оболочках и в полостях организма человека и при плохом питании, утомлении, тяжелой работе, неправильном использовании лекарственных препаратов, нарушениях температурного режима могут вызвать заболевания. Патогенностью обладают и некоторые сапрофиты, не ведущие паразитического образа жизни, но выделяющие во внешнюю среду ядовитые продукты — токсины или другие продукты жизнедеятельности, способные вызвать заболевание у человека. Например, возбудитель ботулизма живет во внешней среде как сапрофит, но, попадая в пищевые продукты, особенно консервы, он начинает размножаться и выделяет настолько ядовитый токсин, что даже самые ничтожные дозы его вызывают тяжелейшее отравление, часто со смертельным исходом. Возбудитель газовой гангрены обитает в кишечнике человека, но при загрязнении раневых поверхностей, особенно размозженных мышц, может вызвать смертельное заболевание. Признак патогенности характеризует взаимоотношения только определенного микроорганизма и хозяина, так как каждый вид патогенного микроба приспособился существовать только в одном или крайне ограниченном числе видов хозяина. Например, вирус кори и холерный вибрион патогенны для человека и непатогенны для животных. Возбудитель чумы крупного рогатого скота непатогенен для человека, а бруцеллы могут поражать как человека, так и животных. Понятие патогенности более широкое, чем понятие паразитарности. Все патогенные микроорганизмы — паразиты, но признаками патогенности могут обладать при определенных условиях и условно-патогенные микроорганизмы, и даже сапрофиты. Вирулентность — мера патогенности микроорганизма для конкретного вида хозяина. Вирулентность — индивидуальный, варьирующий признак внутри данного вида микроорганизма, когда отдельные штаммы могут обладать различным по силе болезнетворным действием. Патогенность и вирулентность микроорганизмов связаны с выделением ими различных продуктов жизнедеятельности (метаболиты), ферментов, ядовитых веществ — токсинов, способных нарушать проницаемость клеток и тканей хозяина и разрушать его клеточные структуры. Вирулентность микроорганизмов связана также с наличием на их поверхностях различных структур, например капсулы и микрокапсулы, и определенных белков и липидов, наличие которых облегчает микробу проникновение в организм или препятствует проявлению фагоцитоза. Вирулентность микроорганизма определяют на чувствительных животных: белых мышах, морских свинках, кроликах — путем введения им патогенных культур микробов, определяя минимальную смертельную дозуего. Минимальная смертельная, или минимальная летальная, доза — dosisletalisminima (Dim) — то количество микробов, которое способно вызвать гибель 95—100% зараженных животных. Вирулентные микробы, обладающие высокой степенью патогенносте, могут вызвать гибель чувствительного животного при введении ему всего нескольких клеток. Маловирулентные микроорганизмы вызывают гибель животных только при введении им сотен миллионов клеток. Чаще летальную дозу (LD50) определяют по том у количеству микробных клеток, которое способно вызвать гибель 50% животных, чувствительных к данному виду микроорганизмов. LD50 позволяет сопоставлять вирулентность различных возбудителей путем определения гибели 50% животных, зараженных в опыте одинаковой минимальной дозой. Вирулентность патогенных микробов может значительно колебаться. Только что выделенные из организма возбудители более вирулентны, чем сохраняющиеся на искусственных питательных средах в условиях лаборатории. Изменить вирулентность микроорганизмов можно действием повышенных температур, антисептиков, пассажами через организм невосприимчивого или маловосприимчивого животного, путем трансформации, выращивая их на питательных средах, содержащих нуклеопротеиды (ДНК) родственных микробов. Ослабление вирулентности у некоторых штаммов может быть настолько стойким, что становится возможным использование таких ослабленных, аттенуированных, штаммов в качестве вакцин. Колебания вирулентности микроба могут отражаться на тяжести инфекционного процесса у человека, длительности инкубационного периода, продолжительностиболезни. Характерными признаками патогенных микроорганизмов являются также их специфичность и органотропность. Специфичность — способность каждого вида патогенных микробов в случае проникновения в организм и размножения в нем вызывать определенную, имеющую характерную клиническую картину, инфекционную болезнь. Это обусловлено наличием у патогенных микроорганизмов определенных, характерных только для данного вида продуктов жизнедеятельности, ферментов, токсинов, поражающих избирательно разные органы и ткани организма. Антигенные свойства микроорганизма, его химическая структура определяют специфическую перестройку защитных свойств макроорганизма только в отношении этого возбудителя. Органотропность характерна для большинства микроорганизмов —возбудителей инфекционных заболеваний. Предпочтительное поражение определенных органов и тканей характерно для кишечных микробов: холерные вибрионы, возбудители дизентерии и брюшного тифа поражают слизистую оболочку кишечника, малярийный плазмодий — клетки печени и эритроциты, вирус гриппа — слизистые оболочки дыхательных путей, вирус оспы — эпителий кожи и слизистых, вирус полиомиелита — нервные клетки спинного и продолговатого мозга, вирусы гепатита — клетки печени, вирусы энцефалитов — нервные клетки головного мозга. Преимущественное поражение того или иного органа находит отражение в клинической картине инфекционного заболевания. Основные факторы патогенности микроорганизмов — адгезины, ферменты патогенности, подавляющие фагоцитоз вещества, микробные токсины, в определенных условиях- капсула, подвижность микробов. Вирулентность связана с токсигенностью (способностью образования токсинов) и инвазивностью(способностью проникать в ткани хозяина, размножаться и распространяться). Токсигенность и инвазивность имеют самостоятельный генетический контроль, часто находятся в обратной зависимости (возбудитель с высокой токсигенностью может обладать низкой инвазивностью инаоборот). Патогенность — т.е. способность микроорганизма вызывать заболевание- более широкое понятие, чем паразитизм. Патогенными свойствами могут обладать не только паразитические виды микробов, но и свободно живущие, в т.ч. возбудители сапронозов (иерсинии, легионеллы и др.). Естественной средой для последних является почва и растительные организмы, однако они способны перестраивать свой метаболизм в организме теплокровных животных и оказывать патогенное действие. Адгезины и факторы колонизации- чаще поверхностные структуры бактериальной клетки, с помощью которых бактерии распознают рецепторы на мембранах клеток, прикрепляются к ним и колонизируют ткани. Функцию адгезии выполняют пили, белки наружной мембраны, ЛПС, тейхоевые кислоты, гемагглютинины вирусов. Адгезия- пусковой механизм реализации патогенных свойств возбудителей. Факторы инвазии, проникновения в клетки и ткани хозяина. Микроорганизмы могут размножаться вне клеток, на мембранах клеток, внутри клеток. Бактерии выделяют вещества, способствующие преодолению барьеров хозяина, их проникновению и размножению. У грамотрицательных бактерий это обычно белки наружной мембраны. К этим же факторам относятся ферменты патогенности. Ферменты патогенности- это факторы агрессии и защиты микроорганизмов. Способность к образованию экзоферментов во многом определяет инвазивность бактерий- возможность проникать через слизистые, соединительнотканные и другие барьеры. К ним относятся различные литические ферменты- гиалуронидаза, коллагеназа, лецитиназа, нейраминидаза, коагулаза, протеазы. Более подробно их характеристика дана в лекции по физиологии микроорганизмов. Важнейшими факторами патогенности считают токсины, которые можно разделить на две большие группы-экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины продуцируются во внешнюю среду (организм хозяина), обычно белковой природы, могут проявлять ферментативную активность, могут секретировать как грамположительными, так и грамотрицательными бактериями. Они обладают очень высокой токсичностью, термически нестойки, часто проявляют антиметаболитные свойства. Экзотоксины проявляют высокую иммуногенность и вызывают образование специфических нейтрализующих антител- антитоксинов. По механизму действия и точке приложения экзотоксины отличаются- цитотоксины (энтеротоксины и дерматонекротоксины), мембранотоксины (гемолизины, лейкоцидины), функциональные блокаторы (холероген), эксфолианты и эритрогенины. Микробы, способные продуцировать экзотоксины, называют токсигенными. Эндотоксины высвобождаются только при гибели бактерий, характерны для грамотрицательных бактерий, представляют собой сложные химические соединения клеточной стенки (ЛПС)- подробнее смотри лекцию по химическому составу бактерий. Токсичность определяется липидом А, токсин относительно термостоек; иммуногенные и токсические свойства выражены более слабо, чем уэкзотоксинов. Наличие капсул у бактерий затрудняет начальные этапы защитных реакций- распознавание и поглощение (фагоцитоз). Существенным фактором инвазивности является подвижность бактерий, обусловливающая проникновение микробов в клетки и в межклеточные пространства. Факторы патогенности контролируются: генамихромосомы; генамиплазмид; генами, привнесенными умереннымифагами. Эндо- и экзотоксины бактерий, их свойства и получение. Единицы измерения силы токсинов. Экзотоксины выделяются в окружающую среду в процессе жизнедеятельности микроорганизма. Эндотоксины прочно связаны с бактериальной клеткой и выделяются в окружающую среду после гибели клетки. Свойства эндо и экзотоксинов. Экзотоксины Эндотоксины Белки Липополисахариды Термолабильны (инактивируются при 58-60°С) Термостабильны (выдерживают 80 - 100°С ) Высокотоксичны Менее токсичны Специфичны Неспецифичны (общее действие) Высокая антигенная активность (вызывают образование антител – антитоксинов) Слабые антигены Под действием формалина переходят в анатоксины (утрата ядовитых свойств, сохранение иммуногенности) Частично обезвреживаются формалином Образуются в основном грам «+» бактериями Образуются, в основном, грам «-» бактериями Экзотоксины образуют возбудители так называемых токсинемических инфекций, к которым относятся дифтерия, столбняк, газовая гангрена, ботулизм, некоторые формы стафилококковых и стрептококковых инфекций. Некоторые бактерии одновременно образуют как экзо-,так и эндотоксины (кишечная палочка, холерный вибрион). Получение экзотоксинов. 1) выращивание токсигенной (образующей экзотоксин) культуры в жидкой питательной среде 2) фильтрование через бактериальные фильтры (отделение экзотоксина от бактериальных клеток); можно использовать другие способы очистки Экзотоксины используют затем для получения анатоксинов. Получение анатоксинов. 1) к раствору экзотоксина (фильтрату бульонной культуры токсигенных бактерий) добавляют 0,4% формалин и выдерживают в термостате при 39-40°С 3-4 недели; происходит потеря токсичности, но антигенные и иммуногенные свойства сохраняются; 2) добавляют консервант и адъювант Анатоксины – это молекулярные вакцины. Они используются для специфической профилактики токсинемических инфекций, а также для получения лечебно-профилактических антитоксических сывороток, также используемых при токсинемических инфекциях. Получение эндотоксинов Используются различные методы разрушения микробной клетки, а затем проводят очистку, т.е. отделение эндотоксина от других компонентов клетки Так как эндотоксины – это липополисахариды, их можно извлечь из микробной клетки путем ее разрушения ТХУ (трихлоруксусная кислота) с последующим диализом для очистки от белков. Действие токсина определяют на чувствительных к данному токсину животных. Например, дифтерийный токсин испытывают на морских свинках, ботулинический - на белых мышах и т. д. Для определения вирулентности и силы токсина (токсичности) микробов пользуются условными обозначениями: DLM, DCL, LD50. DLM (Dosisletalisminima) - наименьшая доза микробов или токсина, которая убивает большинство подопытных животных. DCL (Dosiscerteletalis) - наименьшая доза микробов или токсина, которая убивает всех животных, взятых в опыт. LD50 (Dosisletalis) - доза микробов или токсина, которая приводит к гибели 50% подопытных животных. Дозы, определяющие вирулентность или силу токсина, зависят от вида и штамма микроба, вида токсина, а также от способа введения. Для определения силы токсина из исследуемого материала делают ряд последовательных разведений, каждое из них испытывают на группе животных, чувствительных к данному виду токсина. Для получения сравнительных результатов при определении доз (DLM, DO, LD50) исследование проводят на животных одного вида и пола, имеющих одинаковую масс 76. Экзотоксины, классификация по механизму действия (цитотоксины, мембранотоксины, функцинальные блокаторы, эксоцифолиатины и эритрогенины). Примеры. 1. Цитотоксины блокируют синтез белка на рибосомах (например, дерматонекротоксин дифтерийной палочки, энтеротоксин золотистого стафилококка, антиэлонгаторы синегнойной палочки) 2. Мембранотоксины повышают проницаемость мембраны эритроцитов (гемолизины) и лейкоцитов (лейкоцидины), вызывая гемолиз первых и разрушение вторых (например, α-токсин золотистого стафилококка, О-стрептолизин Str. рyogenes). 3. Токсины, активирующие пути метаболизма вторичных мессенджеров активируют клеточную аденилатциклазу, что приводит к повышению проницаемости стенки тонкой кишки и увеличению выхода жидкости в ее просвет – диарее (холероген холерного вибриона, энтеротоксин E. coli). 4. Функциональные блокаторы – нейротоксины возбудителей столбняка и ботулизма блокируют передачу нервного импульса. 5. Активаторы иммунного ответа (эксфолиатины и эритрогенины) влияют на процесс взаимодействия клеток между собой (например, продуцируются St. aureus и Str. рyogenes). Разные токсины взаимодействуют с неодинаковыми клеточными рецепторами (ганглиозидные, гликопротеидные, гликолипидные или холинсодержащие). Так, на холинсодержащих рецепторах фиксируются тетанолизин, О-стрептолизин, пневмолизин и др., на ганглиозидах определенного типа – тетаноспазмин, холероген, энтеротоксины кишечных бактерий и др. |