Инфекционные агенты - кратко с точки зрения внутренних болезней
Под инфекцией в прямом смысле слова понимается ситуация, при которой бактерии или другие возбудители инфекции внедряются в клетки или ткани, размножаются, наносят вред и провоцируют реакцию организма. Когда микроорганизм живет и размножается на поверхности слизистой оболочки, не причиняя ущерба и не вызывая заболеваний, речь идет о колонизации этим возбудителем.
Если микроорганизм выживает и бездействует после проникновения в клетки или ткани, говорят о латентной инфекции. Инфекционным заболеванием называют ситуацию, когда в ответ на проникновение возбудителя возникает достаточная для развития патологического процесса реакция организма. Возбудители инфекции, способные вызывать заболевание, в большинстве случаев являются одноклеточными, однако среди них встречаются и многоклеточные формы.
Распространению возбудителей могут способствовать, к примеру, такие проявления заболевания, как диарея.
Термин «инфекция» часто используется как синоним термина «инфекционное заболевание», но не все инфекции являются контагиозными, то есть передаются от человека к человеку. Инфекции, передаваемые между живыми существами, называются контагиозными болезнями, а заболевания, вызванные колонизирующими микроорганизмами, носят название эндогенных.
В некоторых случаях, когда инфицированию предшествует колонизация, различия между этими формами могут быть стертыми. Так, например, внутрибольничные инфекции, вызванные метициллинорезистентным штаммом Staphylococcus aureus (MRSА) или Clostridium difficile (CDI), до начала своего проявления могли передаваться от пациента к пациенту бессимптомно. Передача инфекционных заболеваний включает шесть основных этапов. Цепочка передачи инфекции представлена на рис. 1.
Рисунок 1. Схема передачи инфекции (цепочка инфекционного процесса). Возбудитель инфекции — патоген (микроорганизм), вызывающий заболевание. Резервуар — пространство, где поддерживается популяция возбудителя инфекции. Выходные ворота — это место, из которого возбудитель инфекции покидает резервуар. Передача — это процесс передачи возбудителя инфекции из резервуара напрямую либо через переносчиков или фомиты (любые предметы или субстанции, содержащие патогенные микроорганизмы, такие как паразиты или микроорганизмы, при соприкосновении с которыми возникает риск заражения). Входные ворота — это место первичного внедрения возбудителя инфекции. Наконец, для развития патологического инфекционного процесса необходимо наличие восприимчивости человека к данному возбудителю
Несмотря на значительный прогресс в области гигиены, вакцинаций и противомикробной терапии, в мире по-прежнему сохраняется высокая заболеваемость инфекционными болезнями. Во-первых, основной проблемой остается борьба с инфекциями в странах с ограниченными ресурсами. Во-вторых, постоянная мутация и эволюционирование микроорганизмов приводят к появлению новых возбудителей инфекций и их устойчивых к антибактериальной терапии форм. В данной главе описываются биологические и эпидемиологические основы инфекционных заболеваний и обсуждается общий подход к их профилактике, диагностике и лечению.
Концепция инфекционного агента была сформулирована Р. Кохом в XIX в. (табл. 1). Несмотря на то что постулаты Коха до сих пор используются в качестве стандарта определения «инфекционный агент», существует ряд ограничений, поскольку они неприменимы к некультивируемым микроорганизмам (например, Mycobacterium leprae, Tropheryma whipplei) и представителям нормальной микрофлоры человека (например, Escherichia coli, Candida spp.).
В настоящее время выделяют следующие группы инфекционных агентов, представленных ниже.
а) Вирусы. Вирусы не способны к самостоятельной репликации. Вместо этого для обеспечения синтеза собственных нуклеиновых кислот и белков они изменяют процессы метаболизма клетки-хозяина. Генетический материал вирусов (геном) состоит из одно- или двухцепочечной ДНК или РНК. Ретровирусы транскрибируют свою РНК в ДНК в клетке-хозяине посредством обратной транскрипции. Белковая оболочка, обладающая уникальными антигенными свойствами (капсид), покрывает геном, и в совокупности они образуют нуклеокапсид. Во многих вирусах нуклеокапсид покрыт липидным слоем.
Вирусы с липидной оболочкой в меньшей степени способны к выживанию в окружающей среде и передаются воздушно-капельным, половым или вертикальным путем, а также через членистоногих. Вирусы без оболочки, более стойкие к окружающей среде, передаются преимущественно фекально-оральным и реже воздушно-капельным путем. Общий жизненный цикл вирусов показан на рис. 2. Вирусы, поражающие бактерии, называются бактериофагами, или фагами.
Рисунок 2. Общий жизненный цикл вирусов. Компонентами жизненного цикла, общими для большинства вирусов, являются прикрепление и проникновение в клетку, утрата вирусом оболочки, синтез нуклеиновых кислот и белков, сборка и высвобождение вируса. Высвобождение вируса достигается путем почкования, как показано на рисунке, либо с помощью лизиса клеточной мембраны. Жизненные циклы разных вирусов отличаются друг от друга
б) Прокариоты: бактерии (включая микобактерии и актиномицеты). Прокариотические клетки, несмотря на отсутствие ядра, могут синтезировать свои собственные белки и нуклеиновые кислоты и способны к автономному воспроизведению. Мембрана бактериальной клетки ограничена плотной клеточной стенкой из пептидогликана, у грамположительных микроорганизмов она довольно массивная (толщина — 20— 80 нм), у грамотрицательных — тонкая (5—10 нм). Клеточная стенка грамотрицательных микроорганизмов дополнительно окружена внешней мембраной, содержащей липополисахарид.
Генетическая информация находится в хромосоме, но бактерии могут также содержать плазмиду — внехромосомную кольцевую ДНК. Микроорганизмы способны обмениваться плазмидами без деления клеток. Бактерии могут быть заключены во внешнюю полисахаридную капсулу, а у подвижных бактерий есть жгутики. Хотя многие прокариоты способны к самостоятельному существованию, некоторые (например, Chlamydia trachomatis, Coxiella burnetii) являются облигатными внутриклеточными паразитами. Бактерии, которые могут расти на искусственных питательных средах, классифицируются и идентифицируются с использованием ряда характеристик (табл. 2). Примеры представлены на рис. 3 и 4.
Рисунок 3. Блок-схема идентификации бактерий, включая их внешний вид, при световой микроскопии (х100) с окрашиванием по Г раму. MALDI-TOF-Ms — времяпролетная масс-спектрометрия с матрично-активированной лазерной десорбцией-ионизацией
Рисунок 4. Гемолитические стрептококки β (а) и α (б), выращенные на половине чашки с кровяным агаром (подсветка). Изображение уменьшено в 2 раза (х0,5). &beta-Гемолиз делает агар вокруг колоний прозрачным (а), а α-гемолиз придает агару зеленый оттенок (б)
в) Эукариоты: грибы, простейшие и гельминты. Эукариотические клетки содержат мембраносвязанные органеллы, в том числе ядра, митохондрии и аппарат Гольджи. Патогенные эукариоты представляют собой одноклеточные (например, грибы, простейшие) или сложные многоклеточные (например, круглые черви, сосальщики и ленточные черви) организмы.
Грибы существуют в виде плесневой (нитчатые грибы) или дрожжевой формы. Диморфные грибы могут быть любой формы в зависимости от условий окружающей среды. Плазматическая мембрана грибов отличается от мембраны клеток человека тем, что содержит эргостерол, относящийся к группе стеролов. У грибов есть клеточная стенка, состоящая из полисахаридов, хитина и маннопротеинов. У большинства грибов основной структурной единицей клеточной стенки является β-1,3-D-глюкан, полимер глюкозы. Данные отличия от клеток млекопитающих имеют большое значение, так как представляют собой эффективные терапевтические мишени.
Простейших и гельминтов часто называют паразитами. Многие паразиты имеют сложные, многостадийные жизненные циклы, которые, помимо человека, включают животных и/или вторичного хозяина — растение.
д) Прионы. Прионы могут обладать контагиозностью и иметь некоторые свойства инфекционных агентов, однако они не являются микроорганизмами и не диагностируются в микробиологических лабораториях.
Видео эпидемиология инфекционных заболеваний управляемых средствами иммунопрофилактики, академик РАН, д.м.н., Н.Н. Брико
