Динамика инфекционного процесса

Несмотря на то, что выражение инфекции всегда определяется свойствами конкретных возбудителей и их хозяев, в развитии большинства инфекционных процессов можно выделить сходные этапы.

Любой экзогенный инфекционный процесс начинается со стадии инфицирования. На этом этапе осуществляется контакт возбудителя с поверхностными структурами организма-хозяина или же, в случае раневых и трансмиссивных инфекций, непосредственно с элементами его внутренней среды. При взаимодействии с ненарушенными покровами макроорганизма определяющим моментом в развитии инфекционного процесса является место контакта. Как уже указывалось выше, определенным возбудителям характерны определенные входные ворота, то есть те участки поверхности, при попадании в которые возбудитель имеет возможность преодолеть конститутивные факторы защиты хозяина. Иными словами говоря, если контакт возбудителя с не имеющими травматических повреждений покровами хозяина происходит вне характерных для этого паразита входных ворот, инфицирование не происходит.

Вторым существенным моментом в инфицировании является количество особей возбудителя (клеток или вирусных частиц). В результате многочисленных экспериментов по инфицированию восприимчивых хозяев теми или иными возбудителями было установлено, что даже при попадании в характерные для него входные ворота, возбудитель должен иметь определенную численность. То количество микроорганизмов, которое может вызвать инфекционный процесс, принято называть инфицирующей дозой (сокращенно ИД или ID).

Поскольку вероятность возникновения инфекционного процесса зависит не только от свойств возбудителя, но и от физиологического состояния каждой конкретной особи вида-хозяина, эксперименты по определению инфицирующих доз проводят не на одной особи, а на группе особей. При этом соблюдаются те же правила, которые приняты для определения вирулентности микроорганизмов и будут описаны в этой книге далее. Поэтому часто, характеризуя свойства конкретных возбудителей, приводят не просто инфицирующую дозу, а значение ИД₅₀ – того количества микроорганизмов, которое вызывает инфекционный процесс у 50% взятых в эксперимент особей.

Здесь следует особо подчеркнуть, что термин инфицирующая доза довольно часто используется несколько в иной трактовке, чем описано выше. Поскольку попадающее в макроорганизм изначально количество особей возбудителя существенно сказывается на характере возникающего инфекционного процесса, при описании заболеваний пишут, например, так: «…при высокой инфицирующей дозе имеет место сокращение продолжительности инкубационного периода и наблюдается более тяжелое протекание болезни». В этом случае речь идет не о характеризующей данный возбудитель инфицирующей дозе, а о количестве микроорганизмов, которое стало причиной болезни конкретного пациента.

Имеется и еще один нюанс, касающийся вызывающего инфекционный процесс количества возбудителей. Как уже указывалось выше, не любой инфекционный процесс приводит к развитию болезни. В случае возникновения так называемых бессимптомных инфекций или здорового микробоносительства инфицирование, как начальный этап, явно имеет место, и доза, вызвавшая такой инфекционный процесс, несомненно является инфицирующей. Поэтому некоторые авторы используют еще один термин – критическая доза, понимая под этим то количество микроорганизмов, которое в обязательном порядке приводит к развитию выраженного заболевания (манифестной инфекции). Как правило, критическая доза превышает инфицирующую для данного конкретного возбудителя.

С момента попадания возбудителя в соответствующие ему входные ворота и до появления первых фиксируемых отклонений в нормальном физиологическом состоянии макроорганизма принято отсчитывать инкубационный период в развитии инфекции. Именно из-за отсутствия видимых поражений этот же период имеет в медицине название скрытый период болезни.

Ранее считалось, что с самого начала инкубационного периода имеет место поражающее воздействие патогена на организм хозяина, но, из-за малочисленности возбудителя, результаты этого воздействия не фиксируются пациентом как ухудшение самочувствия. По мере нарастания количества возбудителя (именно поэтому данный период и получил название инкубационный) степень поражения нарастает, что и регистрируется в виде симптомов. Для вирусных инфекций описание происходящих в ходе инкубационного периода событий остается таким же и в настоящее время, но для вызываемых бактериями инфекционных процессов сейчас принята иная трактовка.

Основанием для этого стали сведения о наличии у бактерий, в том числе и патогенных, особой системы регуляции активности генов, связанной с плотностью популяций. Речь идет о так называемом чувстве кворума (quorum sensing), используемом бактериями для запуска тех или иных внутриклеточных процессов в определенное время. Суть такой регуляции заключается в продуцировании бактериями низкомолекулярных органических веществ, преимущественно из группы гомосеринлактонов, которые диффундируют из бактериальных клеток и накапливаются в окружающей среде. Концентрация таких молекул нарастает в соответствии с нарастанием количества продуцирующих их (т.е. жизнеспособных) клеток и при достижении ее определенного уровня осуществляется активация транскрипции определенных генов или оперонов. Это возможно потому, что в промоторных областях этих генетических детерминант имеются специфические последовательности, взаимодействующие с определенными регуляторными белками. Связывание с такими белками молекул гомосеринлактонов приводит к изменению активности промоторных областей. К настоящему времени установлено, что продукция многих факторов патогенности и вирулентности бактерий также регулируется по описанному механизму. Это и стало основанием для следующего описания событий, происходящих в ходе инкубационного периода.

Попавшие в характерные для себя входные ворота патогенные бактерии в первые часы или даже дни пребывания здесь не выделяют веществ, способных оказывать выраженное повреждающее действие на клетки и ткани хозяина. Причем делают они это, если можно так выразиться, умышленно. Для объяснения такого поведения патогена можно провести аналогии с тактикой и стратегией военных действий. Такое сравнение является вполне уместным, поскольку инфекционный процесс – это постоянное противоборство хозяина и паразита. И так, стратегическая задача патогена - проникнуть во внутреннюю среду и максимально использовать ее для собственной жизнедеятельности. Стратегическая задача хозяина – не допускать в свою внутреннюю среду никого и ничего, что может нарушить ее постоянство (гомеостаз). Для решения своих стратегических задач каждый из противников в ходе совместно протекавшей эволюции получил определенные приспособления: у патогена это набор факторов вирулентности и патогенности, у хозяина – постоянно действующая непроницаемость покровов и дополнительные конститутивные (например, фагоцитоз и воспаление) и индуцибельные (иммунный ответ) защитные реакции.

Теперь о тактике, как о путях реализации стратегических задач. Для макрорганизма с энергетической и материально-затратной точек зрения наиболее выгодно в постоянном действии поддерживать только непроницаемость покровов, а дополнительные реакции включать только в ответ на повреждающее действие стремящегося проникнуть во внутреннюю среду паразита. Это и есть тактика хозяина.

Патоген же придерживается несколько иной тактики, выработанной уже как ответ на тактические действия противника. Каждая клетка популяции патогена эволюционно приспособлена преодолевать покровы и противостоять защитным силам макроорганизма, но в одиночку преодолевать массированную оборону не может ни одна бактерия. Сломать эту оборону может только быстрый одномоментно наносимый удар миллиардов слаженно действующих клеток. Ситуация, при которой именно миллиарды клеток одного вида патогена одновременно инфицируют макроорганизм, крайне маловероятна. Что остается в тактическом плане патогену? Пробравшись, пусть и малыми силами, закрепиться на поверхности тела хозяина и наращивать свою численность до нужной. Самое важное при этом - не индуцировать проявление защитных реакций хозяина.

И, как мы теперь знаем, бактерии в полной мере освоили эту тактику. Оказавшись во входных воротах (а именно там они и находят условия для размножения, или, точнее, именно поэтому мы и считаем это место входными воротами), бактерии размножаются, определяя при этом свою численность через накопление гомосеринлактонов как сигнальных молекул. Только когда этих молекул будет достаточно, одновременно во всех клетках данной популяции начнут вырабатываться факторы патогенности, и хозяину их суммарное воздействие преодолеть будет гораздо труднее, поскольку для разворачивания всех своих защитных механизмов макроорганизму требуется некоторое время.

Фактически именно в инкубационный период решается, будет ли иметь продолжение инфекционный процесс. В тех случаях, когда макроорганизм справляется с популяцией патогена еще до достижения ею необходимой численности (например, за счет лизоцима в отделяемом слизистых оболочек), или же быстро включает весь комплекс защитных реакций после начала массированной атаки (например, реализуя вторичный иммунный ответ за счет клеток иммунной памяти), инфекционный процесс заканчивается на стадии инкубационного периода. Здесь следует учитывать, что окончанием инфекционного процесса следует считать полное исчезновение патогена из организма, а не отсутствие каких-либо симптомов, поскольку и бессимптомная инфекция и так называемое здоровое (то есть возникшее без предшествующей болезни) микробоносительство являются формами инфекции.

Сравнивая продолжительность инкубационных периодов при различных инфекционных заболеваниях, медики давно пришли к выводу, что она в наибольшей степени зависит от свойств патогена. При инфицировании находящегося в нормальном физиологическом состоянии организма различными видами возбудителей длина инкубационного периода может исчисляться либо часами, либо сутками, неделями, месяцами и даже годами (табл. 1).

Сведения о длительности инкубационных периодов имеют существенное практическое значение. Опираясь на них, медики планируют и осуществляют противоэпидемические мероприятия (например, обсервацию контактных лиц и карантин) и терапию потенциально зараженных. Приводимые в справочниках сведения как правило отражают среднюю продолжительность инкубационных периодов, но следует учитывать, что в отдельных случаях они могут существенно укорачиваться (как правило, при инфицировании дозами, сильно превышающими критические) или удлиняться.

Следующим этапом инфекционного процесса может быть продромальный период (период предвестников болезни). Слова «может быть» приведены здесь не случайно, поскольку при некоторых инфекционных заболеваниях этот период практически не выражен. Даже для тех болезней, где он, как правило, наблюдается, его наличие или отсутствие может зависеть как от вызвавшей процесс дозы возбудителя, так и от состояния макроорганизма. Для этого периода характерны симптомы общего недомогания (незначительное повышение или

Таблица 1

Дата добавления: 2014-01-06