Нередко от места входных ворот зависит клиническая картина инфекционного заболевания. Так, если чумной микроорганизм проникает через кожу, развивается бубонная или кожно-бубонная форма, через дыхательные органы – легочная.
Из входных ворот возбудитель распространяется в организме различными путями. Иногда он попадает в лимфатические сосуды и током лимфы разносится по органам и тканям (лимфогенный путь распространения). В других случаях возбудитель проникает в органы и ткани по кровяному руслу (гематогенный путь распространения). Проникновение и циркуляция микроорганизмов в крови называются бактериемией (брюшной тиф), вирусемией (грипп), риккетсиемией (эпидемический сыпной тиф), паразитемией (малярия).
Микроорганизм при внедрении в макроорганизм может оставаться в месте входных ворот, и тогда на макроорганизм действуют преимущественно продуцируемые токсины. В этих случаях возникает токсинемия, наблюдаемая, например, при дифтерии, скарлатине, столбняке, газовой гангрене, ботулизме и других инфекциях. Места проникновения и пути распространения возбудителей, особенности их действия на ткани, органы и макроорганизм в целом и ответные его реакции составляют основу патогенеза инфекционного процесса и заболевания.
Важной характеристикой возбудителя инфекции является его тропность к определенным системам, тканям и даже клеткам. Например, возбудитель гриппа тропен главным образом к эпителию дыхательных путей, эпидемического паротита – к железистой ткани, бешенства – к нервным клеткам аммонова рога, оспы – к клеткам эктодермального происхождения (кожа и слизистые оболочки), дизентерии – к энтероцитам, сыпного тифа – к эндотелиоцитам, СПИДа – к Т-лимфоцитам.
Свойства микроорганизмов, влияющие на ход инфекционного процесса, нельзя рассматривать в отрыве от свойств макроорганизма. Доказательством этого является, например, антигенность возбудителя – свойство вызывать в макроорганизме специфический иммунологический ответ.
Макроорганизм. Важнейшей движущей силой инфекционного процесса наряду с микроорганизмом-возбудителем является макроорганизм. Факторы организма, защищающие его от агрессии микроорганизма и препятствующие размножению и жизнедеятельности возбудителей, можно разделить на две большие группы – неспецифические и специфические, которые в сумме составляют комплекс полученных по наследству или индивидуально приобретенных механизмов.
Спектр неспецифических защитных механизмов весьма широк. К ним относятся: 1) непроницаемость кожи для большинства микроорганизмов, обеспеченная не только ее механическими барьерными функциями, но и бактерицидными свойствами кожных секретов; 2) высокая кислотность и ферментативная активность желудочного содержимого, губительно действующие на попавшие в желудок микроорганизмы; 3) нормальная микрофлора организма, препятствующая колонизации слизистых оболочек патогенными микробами; 4) двигательная активность ресничек респираторного эпителия, механически удаляющих возбудителей из дыхательных путей; 5) наличие в крови и других жидких средах организма (слюна, отделяемое из носа и глотки, слезы, сперма и др.) таких ферментных систем, как лизоцим, пропердин и др.
Неспецифическими ингибиторами микроорганизмов являются также система комплемента, интерфероны, лимфокины, многочисленные бактерицидные субстанции тканей, гидролазы и др. Важную роль в сопротивляемости инфекциям играют сбалансированное питание и витаминная обеспеченность организма человека. Существенное неблагоприятное влияние на неспецифическую резистентность к инфекциям оказывают переутомление, физические и психические травмы, хроническая алкогольная интоксикация, наркомания и т.д.
Исключительное значение в защите организма от патогенных микроорганизмов имеют фагоциты и система комплемента. По сути своей они относятся к неспецифическим факторам защиты, но занимают среди них особое место из-за своей причастности к системе иммунитета. В частности, циркулирующие в крови гранулоциты и особенно тканевые макрофаги (две популяции фагоцитирующих клеток) принимают участие в подготовке микробных антигенов и их переработке в иммуногенную форму. Они же участвуют в обеспечении кооперации Т– и В-лимфоцитов, которая необходима для инициации иммунного ответа. Иными словами, они, будучи неспецифическими факторами сопротивляемости инфекциям, безусловно, участвуют в специфических реакциях на антигенный стимул.
Вышеизложенное относится к системе комплемента: синтез компонентов этой системы происходит вне зависимости от наличия специфических антигенов, но во время антителогенеза один из компонентов комплемента присоединяется к молекулам антител, и только в его присутствии происходит лизис клеток, содержащих антигены, против которых эти антитела выработаны.
Неспецифическая защита организма в значительной мере контролируется генетическими механизмами. Так, доказано, что отсутствием в организме генетически детерминированного синтеза нормального полипептида цепи β-гемоглобина обусловливается устойчивость человека к возбудителю малярии. Имеются также убедительные данные, свидетельствующие об определенной роли генетических факторов в устойчивости и восприимчивости человека к туберкулезу, кори, полиомиелиту, натуральной оспе и другим инфекционным заболеваниям.
Особое место в защите человека от инфекций занимает также генетически контролируемый механизм, вследствие которого исключается возможность размножения того или иного возбудителя в организме любого представителя данного вида в связи с неспособностью утилизации его метаболитов. Примером может служить невосприимчивость человека к собачьей чуме, животных – к брюшному тифу.
Формирование иммунитета является важнейшим, часто решающим событием в защите макроорганизма от инфекционных агентов. Глубокая вовлеченность иммунной системы в инфекционный процесс существенно отражается на важнейших проявлениях и особенностях инфекционных болезней, отличающих их от всех других форм патологии человека.
Защита от инфекций – лишь одна, хотя и принципиально важная для существования вида, функция иммунитета. В настоящее время роль иммунитета рассматривается необозримо более широко и включает также функцию обеспечения стабильности антигенной структуры организма, которая достигается благодаря способности лимфоидных клеток узнавать постоянно возникающее в организме чужое и элиминировать его. Это означает, что в конечном счете иммунитет является одним из главнейших механизмов поддержания гомеостаза организма человека.
У человека описано 6 форм специфических реакций, из которых складывается иммунологическая реактивность (или иммунный ответ, что одно и то же): 1) выработка антител; 2) гиперчувствительность немедленного типа; 3) гиперчувствительность замедленного типа; 4) иммунологическая память; 5) иммунологическая толерантность; 6) идиотип-антиидиотипическое взаимодействие.
В обеспечении иммунного ответа главное участие принимают взаимодействующие системы клеток: Т-лимфоциты (55—60 % всех лимфоцитов периферической крови), В-лимфоциты (25—30 %) и макрофаги.
Определяющая роль в иммунитете принадлежит Т-системе иммунитета. Среди Т-клеток различают 3 количественно и функционально обособленные субпопуляции: Т-эффекторы (осуществляют реакции клеточного иммунитета), Т-хелперы, или помощники (включают В-лимфоциты в антителопродукцию), и Т-супрессоры (регулируют деятельность Т– и В-эффекторов путем торможения их активности). Среди В-клеток различают субпопуляции, синтезирующие иммуноглобулины различных классов (IgG, IgМ, IgА и др.). Взаимоотношения осуществляются с помощью прямых контактов и многочисленных гуморальных медиаторов.
Функция макрофагов в иммунном ответе состоит в захвате, переработке и накоплении антигена, его распознавании и передаче информации на Т– и В-лимфоциты.
Роль Т– и В-лимфоцитов при инфекциях многообразна. От их количественных и качественных изменений могут зависеть направленность и исход инфекционного процесса. Кроме того, в некоторых случаях они могут быть эффекторами иммунопатологических процессов (аутоиммунные реакции, аллергия), т.е. повреждений тканей организма, обусловленных иммунными механизмами.
Универсальным ответом системы иммунитета на внедрение инфекционных антигенов является антителообразование, которое осуществляется потомками В-лимфоцитов – плазматическими клетками. Под действием антигенов микроорганизмов непосредственно (Т-независимые антигены) или после кооперативных взаимоотношений Т– и В-лимфоцитов (Т-зависимые антигены) В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, способные к активному синтезу и секреции антител. Продуцируемые антитела отличаются специфичностью, которая состоит в том, что антитела к одному виду микроорганизмов не взаимодействуют с другими микроорганизмами, если те и другие возбудители не имеют общих антигенных детерминант.
Универсальным ответом системы иммунитета на внедрение инфекционных антигенов является антителообразование, которое осуществляется потомками В-лимфоцитов – плазматическими клетками. Под действием антигенов микроорганизмов непосредственно (Т-независимые антигены) или после кооперативных взаимоотношений Т– и В-лимфоцитов (Т-зависимые антигены) В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, способные к активному синтезу и секреции антител. Продуцируемые антитела отличаются специфичностью, которая состоит в том, что антитела к одному виду микроорганизмов не взаимодействуют с другими микроорганизмами, если те и другие возбудители не имеют общих антигенных детерминант.
Носителями активности антител являются иммуноглобулины пяти классов: IgА, IgМ, IgG, IgD, IgЕ, из них первые три выполняют наибольшую роль. Иммуноглобулины разных классов имеют особенности. Антитела, относящиеся к IgМ, появляются в самой ранней стадии первичной реакции организма на внедрение антигена (ранние антитела) и наиболее активны в отношении многих бактерий; в частности, в составе иммуноглобулинов класса М содержится основная часть антител против энтеротоксинов грамотрицательных бактерий. Иммуноглобулины класса М составляют 5—10 % от общего количества иммуноглобулинов человека; они особенно активны в реакциях агглютинации и лизиса. Антитела класса IgG (70—80 %) образуются на 2-й неделе от начала первичного антигенного воздействия. При повторной инфекции (повторном антигенном воздействии того же вида) антитела вырабатываются значительно раньше (в силу иммунологической памяти в отношении соответствующего антигена), что может служить указанием на вторичное инфицирование. Антитела этого класса проявляют наибольшую активность в реакциях преципитации и связывания комплемента. Во фракции IgА (около 15 % всех иммуноглобулинов) также найдены антитела против некоторых бактерий, вирусов, токсинов, но их основная роль заключается в формировании местного иммунитета. Если IgМ и IgG определяются в основном в сыворотке крови (сывороточные иммуноглобулины, сывороточные антитела), то IgА в значительно большей, чем в сыворотке, концентрации содержится в секретах респираторного, желудочно-кишечного, полового трактов, в молозиве и др. (секреторные антитела). Их роль особенно важна при кишечных инфекциях, гриппе и ОРЗ, при которых они местно нейтрализуют вирусы, бактерии, токсины. Значение антител классов IgD и IgЕ окончательно не выяснено. Предполагают, что они являются сывороточными и также могут выполнять защитные функции. Антитела класса IgЕ участвуют и в аллергических реакциях.
При многих инфекционных болезнях большое значение имеет формирование специфического клеточного иммунитета, вследствие которого данный возбудитель не может размножаться в клетках иммунизированного организма.
Регуляция иммунного ответа осуществляется на трех уровнях – внутриклеточном, межклеточном и организменном. Активность иммунного ответа организма и особенности реакций на один и тот же антиген разных индивидуумов определяются его генотипом. В настоящее время известно, что сила иммунного ответа на конкретные антигены кодируется соответствующими генами, получившими название генов иммунореактивности, – Ir-генами.
Окружающая среда. Третий фактор инфекционного процесса – условия внешней среды – оказывает влияние как на возбудителей инфекций, так и на реактивность макроорганизма.
Окружающая среда (физические, химические, биологические факторы), как правило, губительно влияет на большинство микроорганизмов. Главными среди факторов окружающей среды являются температура, высушивание, радиация, дезинфицирующие средства, антагонизм других микроорганизмов.
На реактивность макроорганизма также влияют многочисленные факторы окружающей среды. Так, низкая температура и высокая влажность воздуха снижают устойчивость человека ко многим инфекциям, а более всего – к гриппу и ОРЗ, низкая кислотность желудочного содержимого делает человека менее защищенным от заражения кишечными инфекциями и т.д. В человеческой популяции чрезвычайно важными являются социальные факторы среды. Следует иметь в виду и тот факт, что из года в год нарастает неблагоприятное воздействие повсеместно ухудшающейся экологической обстановки в стране, особенно вредных факторов промышленного и сельскохозяйственного производства и еще больше – факторов городской среды (урбанизация).
Как уже указывалось, инфекционные болезни отличаются от неинфекционных такими фундаментальными особенностями, как контагиозность (заразность), специфичность этиологического агента и формирование в процессе заболевания иммунитета. Закономерности иммуногенеза при инфекционных болезнях обусловливают еще одно кардинальное их отличие – цикличность течения, которая выражается в наличии последовательно сменяющихся периодов.
Периоды инфекционного заболевания. С момента проникновения возбудителя в организм до клинического проявления симптомов заболевания проходит определенное время, получившее название инкубационного (скрытого) периода. Длительность его различна. При одних заболеваниях (грипп, ботулизм) он исчисляется часами, при других (бешенство, вирусный гепатит В) – неделями и даже месяцами, при медленных инфекциях – месяцами и годами. Для большинства инфекционных болезней длительность инкубационного периода составляет 1—3 нед.
Продолжительность инкубационного периода обусловлена несколькими факторами. До некоторой степени она связана с вирулентностью и инфицирующей дозой возбудителя. Инкубационный период тем короче, чем выше вирулентность и больше доза возбудителя. Для распространения микроорганизма, его размножения, выработки им токсичных веществ необходимо определенное время. Однако главная роль принадлежит реактивности макроорганизма, от которой зависят не только возможность возникновения инфекционной болезни, но также интенсивность и темпы ее развития.
С начала инкубационного периода в организме меняются физиологические функции. Достигнув определенного уровня, они выражаются в виде клинических симптомов. С появлением первых клинических признаков болезни начинается продромальный период, или период предвестников заболевания. Симптомы его (недомогание, головная боль, разбитость, расстройства сна, снижение аппетита, иногда небольшое повышение температуры тела) свойственны многим инфекционным заболеваниям, в связи с чем установление диагноза в этот период вызывает большие трудности. Исключение составляет корь: обнаружение в продромальном периоде патогномоничного симптома (пятна Бельского – Филатова – Коплика) позволяет установить точный и окончательный нозологический диагноз.
Длительность периода нарастания симптомов обычно не превышает 2—4 дней. Период разгара имеет различную продолжительность – от нескольких дней (при кори, гриппе) до нескольких недель (при брюшном тифе, вирусных гепатитах, бруцеллезе). В период разгара наиболее ярко проявляются характерные для данной инфекционной формы симптомы.
Разгар болезни сменяется периодом угасания клинических проявлений, на смену которому приходит период выздоровления (реконвалесценция). Длительность периода реконвалесценции широко варьирует и находится в зависимости от формы болезни, тяжести течения, эффективности терапии и многих других причин. Выздоровление может быть полным, когда все нарушенные в результате заболевания функции восстанавливаются, или неполным, если сохраняются остаточные (резидуальные) явления.
Осложнения инфекционного процесса. В любой период болезни возможны осложнения – специфические и неспецифические. К специфическим относят осложнения, вызванные возбудителем данного заболевания и являющиеся следствием необычной выраженности типичной клинической картины и морфофункциональных проявлений инфекции (перфорация язвы кишечника при брюшном тифе, печеночная кома при вирусном гепатите) или атипичной локализации тканевых повреждений (сальмонеллезный эндокардит). Осложнения, вызванные микроорганизмами другого вида, являются не специфическими для данного заболевания.
Исключительное значение в клинике инфекционных болезней имеют опасные для жизни осложнения, требующие неотложного вмешательства, интенсивного наблюдения и интенсивной терапии. К ним относятся печеночная кома (вирусный гепатит), острая почечная недостаточность (малярия, лептоспироз, геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, менингококковая инфекция), отек легких (грипп), отек головного мозга (фульминантный гепатит, менингиты), а также шок. В инфекционной практике встречаются следующие виды шока: циркуляторный (инфекционно-токсический, токсико-инфекционный), гиповолемический, геморрагический, анафилактический.