Как уже указывалось, основными факторами инфекционного процесса являются возбудитель, макроорганизм и окружающая среда.
Возбудитель. Он определяет возникновение инфекционного процесса, его специфичность, а также оказывает влияние на его течение и исход. К важнейшим свойствам микроорганизмов, способных вызывать инфекционный процесс, относят патогенность, вирулентность, адгезивность, инвазивность, токсигенность.
Патогенность, или болезнетворность, является видовым признаком и представляет собой потенциальную, закрепленную генетически способность микроорганизма данного вида вызывать заболевание. Наличие или отсутствие этого признака позволяет подразделять микроорганизмы на патогенные, условно-патогенные и непатогенные (сапрофиты). Вирулентность – степень патогенности. Это свойство является индивидуальным признаком каждого штамма патогенного микроорганизма. В эксперименте она измеряется минимальной смертельной дозой (DLМ). Высоковирулентные микроорганизмы даже в очень малых дозах могут вызывать летальную инфекцию. Вирулентность не является абсолютно стабильным свойством. Она может существенно колебаться у различных штаммов одного вида и даже у одного и того же штамма, например, в ходе инфекционного процесса и в условиях антибактериальной терапии.
Вирулентность микроорганизмов связана с адгезивностью и инвазивностью, т.е. способностью к прикреплению и проникновению в ткани и органы и распространению в них. Эта способность объясняется наличием у микроорганизмов факторов распространения, к которым относятся фибринолизин, ферменты гиалуронидаза и муциназа, а также ДНКаза, коллагеназа, нейраминидаза. Они обнаружены у многих микроорганизмов – возбудителей кишечных инфекций, дифтерии, газовой гангрены, у пневмококков, стафилококков и др. В последние годы показано, что патогенность (вирулентность) шигелл определяется не только проникновением в эпителиальные клетки кишечника, но и способностью к внутриклеточному паразитированию. Факторы распространения усиливают первичное местное действие микроорганизмов, обеспечивают дальнейшее развитие инфекционного процесса.
Токсигенность микроорганизмов обусловлена способностью синтезировать и выделять токсины. Различают два вида токсинов: белковые (экзотоксины) и небелковые (эндотоксины). Экзотоксины продуцируются в основном грамположительными микроорганизмами, например возбудителями дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены, и выделяются живыми микроорганизмами во внешнюю среду. Они обладают ферментативными свойствами, отличаются высокой специфичностью действия, избирательно поражают отдельные органы и ткани, что находит отражение в клинических симптомах заболевания. Например, экзотоксин возбудителя столбняка избирательно воздействует на моторные центры спинного и продолговатого мозга, экзотоксин шигелл Григорьева—Шига – на эпителиальные клетки кишечника. Эндотоксины тесно связаны с микробной клеткой и освобождаются только при ее разрушении. Содержатся они преимущественно в грамотрицательных микроорганизмах. По химической природе относятся к глюцидо-липидно-протеиновым комплексам или к липополисахаридным соединениям и обладают значительно меньшей специфичностью и избирательностью действия.
В настоящее время к факторам патогенности микроорганизмов относят также «антигенную мимикрию», т.е. наличие у возбудителей перекрестно реагирующих антигенов (ПРА) с антигенами человека. Она встречается у возбудителей кишечных инфекций, чумы, гриппа. Наличие этого свойства у возбудителя приводит к снижению иммунного ответа макроорганизма на его внедрение и, следовательно, к неблагоприятному течению заболевания.
Факторы вирулентности представляют собой биологически активные вещества с разнообразными функциями. Кроме уже упомянутых микробных ферментов, к ним относятся капсулярные факторы (полипептид D-глутаминовой кислоты капсулы возбудителя сибирской язвы, типоспецифические капсульные полисахариды пневмококков, М-протеин гемолитических стрептококков группы А, А-протеин стафилококков, корд-фактор возбудителя туберкулеза, NW-антигены и фракции F-1 чумных микробов, К-, Q-, Vi антигены, энтеробактерии и др.), подавляющие защитные механизмы макроорганизма, и экскретируемые продукты.
В процессе эволюции патогенные микроорганизмы выработали способность проникать в организм хозяина через определенные ткани. Место их проникновения получило название входных ворот инфекции. Входными воротами для одних микроорганизмов являются кожные покровы (при малярии, сыпном тифе, роже, фелинозе, кожном лейшманиозе), для других – слизистые оболочки дыхательных путей (при гриппе, кори, скарлатине), пищеварительного тракта (при дизентерии, брюшном тифе) или половых органов (при гонорее, сифилисе). Некоторые микроорганизмы могут проникать в организм различными путями (возбудители вирусного гепатита, СП ИД а, чумы).
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 ?-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.