Бактериальному воспалительному процессу принадлежит ведущая роль в патогенезе острых и хронических заболеваний органов дыхания. При дыхании, особенно форсированном, в дыхательные пути постоянно проникают микроорганизмы из окружающей внешней среды и из носоглотки, поэтому трахея и крупные бронхи часто инфицированы. Судьба проникших бактерий зависит от вирулентности и количества их, а также от состояния защитных факторов организма человека, т.е. определяется итогом взаимодействия этих двух разнонаправленных процессов. Органы дыхательной системы обладают мощной системой защиты, которая представлена анатомическими барьерами и движением воздушных потоков, мукоцилиарным клиренсом, рядом рефелекторных механизмов, антителами, принадлежащими к различным классам иммуногобулинов, железосодержащими протеинами (лактоферрином и трансферрином), сурфактантом, альвеолярными и легочными макрофагами, полиморфноядерными лейкоцитами (ПЯЛ) и т.д. При анатомической целостности слизистой оболочки дыхательных путей и системы защиты микроорганизмы удаляются с помощью мукоцилиарного клиренса - первого звена защитных механизмов бронхиального дерева. В настоящее время накоплены данные о том, что процесс взаимодействия слизи, состоящей из муцина, лактоферрина, иммуноглобулинов, липидов и гликопротеинов, на поверхности мерцательного эпителия дыхательных путей с некоторыми бактериями носит не только неспецифический, но и специфический характер.
Ведущие патогены (S. pneumoniae, H. influenzae, S. aureus, Ps. aeruginosa) специфически связываются подобно адгезин-рецепторному взаимодействию с определенными углеводами слизи. Так например, пневмококк (Пк) связывается с N-ацетилглюкозамин (1-3 (З)галактозой (NacClc/I-3(3/Gal), а для фиксации Ps.aernginosa необходимо присутствие двух дисахаридов - N-ацетилгалактозамин (1-ЗР)галактоза (NacGalc/I3/Gal) и N-ацетилгалактозамин (1-4(3) галактоза (NacGal/I-4|3/Gal) [19]. Эта специфическая взаимосвязь с гликолипидами и гликопротеинами слизи прочно фиксирует микроорганизмы на слизистом потоке и способствует их удалению. Но замедление частоты или нарушение ритмичности биения ресничек, а также увеличение количества слизи и/или изменение ее реологических свойств (оптимальным для клиренса является высокая эластичность и низкая вязкость ее) способствуют персистенции бактерий, агрегации их, особенно Ps.aernginosa. Окружающая бактерии слизь препятствует проникновению антител и антибиотиков, затрудняет фагоцитоз этих конгломератов. Все перечисленные выше виды бактерий обладают способностью стимулировать гиперплазию бокаловидных клеток и гиперсекрецию слизи, а также вызывают замедление биения ресничек, нарушают координацию их движения вплоть до полного стаза и даже разрушения цилиарных клеток. Фиксированные на слизи бактерии могут размножаться, если с помощью факторов вирулентности им удается преодолеть или нейтрализовать гуморальные и клеточные факторы защиты бронхиального дерева.
Патогенность полисахаридной капсулы является эволюционно закрепленным признаком этого вида бактерий, степень выраженности которой определяется наличием и активностью генетически независимых факторов вирулентности. Факторы вирулентности Пк можно условно разделить на 3 группы. Полисахаридная капсула, полиантигенность ее (84 серотипа), протеазы против Ig AI, IgM и IgG и т.д. способствуют преодолению специфических и неспецифических факторов защиты. У другой группы факторов патогенности преобладает функция проникновения, к ней относятся внеклеточная и внутриклеточная нейраминидаза, гиалуронидаза, эластаза, протеиназа против фибронектина и другие протеазы. К факторам, нарушающим структуру и функцию клеток, тканей и целых органов, относятся различные протеазы и токсины. Пневмококк обладает мощным сульфгидрильно активным цитолитическим токсином - пневмолизином, обладающим бета-гемолитической активностью, способным в очень небольших количествах (< 1 гемолитической единицы) усиливать адгезию и агрегацию ПЯЛ, ингибировать дыхательный взрыв, бактерицидную активность и миграцию фагоцитов, активировать комплемент, нарушать структуру и функцию эритроцитов и т.д. Изменчивость Пк и наличие у этих бактерий целого ряда антипротеаз в отношении некоторых факторов патогенности (альдолаза разрушает сиаловые кислоты, антиэластазы, ингибитор пневмолиза и др.) позволяют этим бактериям вызывать различные нарушения гомеостазиса и, соответственно, различный уровень защитных реакций организма, что обусловливает широкий диапазон активности инфекционного воспалительного процесса от бессимптомного носительства до смертельной инвазивной инфекции.
Прикрепление бактерий к эпителиальным клеткам и колонизация их являются первым звеном в развитии большинства инфекций. Соединение адгезинов бактерий с якорными участками рецепторов эпителиальных клеток дыхательных путей является высоко специфическим процессом, который сравнивают со специфичностью реакции антиген-антитело или с точным соответствием ключа и замка. Структура адгезинов большинства бактерий еще не определена. Однако общеизвестно, что лиганды (адгезины) бактерий являются полимерами, состоящими из уникальных для каждого вида бактерий субъединиц белковой, гликолипидной и гликопротеиновой природы и множества копий химических группировок, например у некоторых видов стрептококков их от 70 до 1700, которые "узнают" и специфически связываются с комплементарными участками рецепторов клеток-мишеней, имеющих подобное же строение. Наличие, количество и активность комплементарных рецепторов на клетках отдельных тканей определяют тропизм их к определенным видам бактерий. Так, например, пневмококк прикрепляется только к тканям легких и менингиальным оболочкам и крайне слабо (+) к тканям почек мышей. Гемофильные палочки прикрепляются только к клеткам человека, причем только к аденоидной ткани, бокаловидным и лишенным ресничек эпителиальным клеткам, но, главным образом, после разрушения монослоя эпителия. Генетически закрепленная патогешюсть пневмококка и преобладающий тропизм легких к этим бактериям определяют значение этого вида в патологии органов дыхательной системы. Чтобы достигнуть рецепторов эпителиальных клеток, бактерии должны проникнуть через слой слизи, и этой возможностью обладают только отдельные виды микроорганизмов, которые продуцируют мощную внеклеточную и клеточную нейраминидазу и другие протеолитические факторы патогенности.
Такой способностью обладает полисахаридая капсула, Ps.aeruginosa и другие бактерии. Н.influenzae как один из ведущих этиологических факторов воспалительной патологии органов дыхательной системы не обладает нейраминидазой, что наряду с другими особенностями этих бактерий определяет вторичный характер вызываемого этими бактериями инфекционного воспалительного процесса, наиболее часто осложняющего течение гриппозной и пневмококковой инфекций. Н. influenzae обладает рядом других факторов патогенности: полисахаридной капсулой, липополисахаридом, протеазой против IgA,, синтезирует гистамин из гистидина окружающей среды и т.д. В настоящее время признается большинством исследователей, что почти все бактерии не прикрепляются к интактным, функционально активным клеткам мерцательного эпителия респираторного тракта. Но для Пк достаточно простого замедления частоты биения ресничек, например, при вдыхании холодного воздуха, который быстро вызывает стаз ресничек на бифуркации трахеи, и происходит прикрепление этих бактерий к клеткам мерцательного эпителия.
