Тканевые изменения при инфекциях

Облигатные внутриклеточные микроорганизмы. К облигатным внутриклеточным микроорганизмам относят прионы, вирусы, риккетсии и хламидии. Они требуют для роста и размножения продукты метаболического аппарата клеток хозяина, инфицируют, как правило, паренхиматозные клетки. Для выявления таких инфектов требуются системы живых клеток, например, куриные эмбрионы, культуры клеток ткани или лабораторных животных. Механизм взаимодействия прионов с инфицированными клетками еще до конца неизвестны.

Вирусы, риккетсии и хламидии размножаясь в клетках, вызывают разнообразные изменения в клетках:

А. Некроз клетки: инфицирование клетки облигатным внутриклеточным агентом сопровождается ее некрозом. Различные патогенные агенты обладают филией к определенным паренхиматозным клеткам (органотропностью).

Даже если агент одновременно инфицирует различные типы клеток, то он наносит существенное повреждение только в определенных из них. Так, например, для полиовируса главным местом его реплицирования является слизистая оболочка кишечника, но клиническое проявление и морфологические повреждения обнаруживаются в мотонейронах спинного мозга. Клинические проявления заразных различных вирусных болезней являются результатом морфологического повреждения определенных типов клеток.

При инфицировании облигатным внутриклеточным агентом больные могут погибнуть в острой фазе от болезни в результате альтеративного воспаления и обширных некрозов ткани (например, из-за энцефалита, миокардита, или массивного некроза печени). Выздоровление возможно, главным образом, благодаря эффективной иммунной реакции, которая нейтрализует вирус. Возврат к нормальной функции не всегда возможен, поскольку некоторые клетки неспособны регенерировать. Так, энцефалит, при котором происходит потеря нейронов, сопровождается неврологической недостаточностью.

Изредка, вирусная инфекция (или иммунная реакция против вируса) вызывает медленную гибель клеток, в течение длительного периода, насчитывающего годы.

Такие медленные вирусные инфекционные болезни развиваются в печени (хронический персистирующий и хронический активный вирусный гепатит, который может быть вызван гепатитом B и гепатитом вируса C), в головном мозге (подострый склерозирующий панэнцефалит, обусловленный вирусом кори), и в T-лимфоцитах (человеческий вирус иммунодефицита). Прионовые заболевания мозга, типа болезни Крейтцфельда-Якоба характеризуются медленной прогрессивной потерей (атрофией) нейронов.

Б. Дистрофические изменения клеток: Сублетальное повреждение, обусловленное облигатным внутриклеточным агентом, сопровождается различными типами дистрофий. Например, вакуольная белковая дистрофия гепатоцитов при остром вирусном гепатите. Риккетсии имеют тенденцию размножаться в эндотелиальных ячейках и вызывать повреждение эндотелиальных клеток в виде баллонной дистрофии, что может в свою очередь привести к тромбозу.

В. Формирование внутриклеточных включений. Внутриклеточные включения иногда формируются в результате вирусного и хламидийного реплицирования в клетке. Они видимы при световой микроскопии и представляют собой прямое доказательство присутствия инфекции. Они составлены или из собранных вирусных частиц или остатков вирусного синтеза нуклеиновой кислоты. Внутриклеточные включения выявляются или в ядре, или цитоплазме и могут быть использованы при диагностике определенных вирусных заболеваний. Например, при гепатите B цитоплазма инфицированных вирусом гепатоцитов имеет вид матового стекла и дает положительное пятнистое окрашивание с орсеином (реакция Шиката) и с анти-гепатитными B антителами, при использовании иммунологических методов.

Г. Формирование гигантских клеток происходит при некоторых вирусных заразных болезнях. Вирус Кори сопровождается появлением в тканях гигантских клеток (гигантские клетки Вартина-Финкельдея) которые содержат от 20 до 100 маленьких однородных ядер. Эти клетки обнаруживаются в любой ткани, инфицированной вирусом кори, чаще в легких и в лимфоидной ткани аппендикса и миндалин. Вирусы простого герпеса, опоясывающего лишая, ветряной оспы также сопровождаются образованием гигантских клеток в инфицированных эпителиоцитах (кожа, маточные трубы, внешние гениталии и пищевод). Эти клетки содержат от трех до восьми ядер. Также могут содержать включения Каудрая.

Факультативные внутриклеточные микроорганизмы. К ним относятся микроорганизмы типа микобактерий и грибов. Факультативные внутриклеточные организмы способны к внеклеточному и внутриклеточному росту и размножению. Факультативные внутриклеточные часто вызывают повреждение ткани и, несомненно, обладают механизмами, которые дают им эту возможность, но эти механизмы до конца не поняты. Внутриклеточный рост обычно происходит в макрофагах. Факультативные внутриклеточные организмы, особенно микобактерии туберкулеза, лепры и диморфные грибы типа Histoplasma и Coccidioides, могут длительное время находиться в тканях в неактивном состоянии и не приводить к их повреждению. Покой, вероятно, означает, что жизнеспособные микобактерии, локализующиеся в макрофагах, находятся под прикрытием иммунного контроля. Реактивация бездействующих микобактерий обычно происходит благодаря снижению функции иммунокомпетентных клеток. Она обычно сопровождается формированием гранулемы и казеозным некрозом с последующим фиброзом при благоприятном исходе процесса. Большинство агентов этой группы могут быть выращены на искусственных средствах, исключение составляют Mycobacterium leprae, которых нельзя вырастать на искусственных средах или в культуре ткани.

Внеклеточные микроорганизмы. Само название подразумевает внеклеточное размножение этих микроорганизмов. К внеклеточным относят микроорганизмы типа бактерий (спирохет), грибов. Если бы не protozoa и metazoa, которые не могут быть культивированы вообще, внеклеточные организмы могут расти и размножаться на искусственных средах. Treponema pallidum, которая вызывает сифилис, также не может быть культивирована на искусственных средах. Внеклеточные организмы ведут к повреждению клеток несколькими из ниже приведенных путей:

А. Ферментативное повреждение: при размножении патогенные микроорганизмы вырабатывают множество ферментов, которые свободно проникают в ткани, где взаимодействуют с внутриклеточными и внеклеточными молекулами.

Staphylococcus aureus вырабатывает коагулазу, которая преобразовывает фибриноген в фибрин. Коагулазная продукция отражает степень его вирулентности. Так, коагулаза-негативный эпидермальный стафилококк имеет низкую вирулентность. Как предполагают, бактерия, окруженная фибрином, обладает более высокой способностью сопротивляться фагоцитозу. Эта устойчивость к фагоцитозу облегчает стафилококку развивать гнойное воспаление с некрозом ткани.

Пиогенный стрептококк вырабатывает гиалуронидазу, стрептокиназу и несколько гемолизинов. Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту в основном веществе коллагеновых волокон и облегчает распространение инфекции. Стрептокиназа активизирует плазминоген и способствует выпоту фибриногена. Гемолизины вызывают гемолиз эритроцитов.

Clostridium perfringens, вызывающий газовую гангрену вырабатывает множество ферментов, включая лецитиназу, гиалуронидазу и гемолизины. Лецитиназа повреждает липидные мембраны и вызывает некроз клеток. Все, вырабатываемые Clostridium perfringens ферменты в значительной степени ответственны за развитие некротического воспаления в тканях, которое характеризует газовую гангрену. Производство газов в тканях - это результат ферментации сахара во время роста и размножения бактерии.

Б. Развитие локального васкулита: Патогенные микроорганизмы, например, бацилла карбункула (В. anthracis), Aspergillus при инфицировании вызывают тромбоз мелких сосудов и вызывают ишемический некроз окружающих тканей.

В. Продукция дистанционно действующих токсинов. Некоторые бактерии вырабатывают токсины, которые попадают в кровоток и способны вызвать повреждение удаленных от ворот инфекции клеток и тканей.

Эндотоксины грамотрицательных бактерий попадают в кровоток после гибели и распада бактерий. В крови эндотоксины, действуя на стенку мелких кровеносных сосудов, вызывают вазодилатацию, таким образом, нарушая периферическую циркуляцию крови, повреждают эндотелиальные клетки и запускают каскады коагуляции, приводящие к диссеминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВС-синдром). Эндотоксины также вызывают лихорадку, стимулируя макрофаги к освобождению интерлейкина-1. Грамотрицательный эндотоксический шок чаще всего наблюдается при хирургических заболеваниях мочевыводящих путей и кишечника, менингококковой бактериемии. Но может нередко сопровождать любую грамотрицательную инфекцию.

Экзотоксины - вещества, чаще всего белковой природы, активно выделяемые живущими бактериями. Экзотоксины, в отличие от эндотоксинов обычно теплолабильны. Экзотоксины высоко антигенные и стимулируют выработку определенных антител (антитоксины). Попадая в кровоток, они способны к повреждению самых разнообразных тканей и органов.

Энтеротоксины - экзотоксины, которые действуют на эпителиальные клетки слизистой оболочке кишечника. Примером могут служить вибрионы холеры, которые вырабатывают энтеротоксин либо, находясь в просвете кишки, либо на съедаемых продовольственных продуктах. Токсины оседают на поверхностные рецепторы энтероцитов и вызывают их повреждение.

Проникновение инфекции в ткани вызывает воспалительную и иммунные реакции, которые должны ин активировать или нейтрализовать агента, таким образом, защищая макроорганизм.

Нередко ответные реакции организма, которые обусловливают многие клинические признаки инфекционной болезни, иногда могут наносить значительный ущерб тканям и являться причиной смерти больного. Например, образующийся при остром экссудативном перикардите воспалительный выпот, приводит к сердечной недостаточности и смерти больного.

Для большинства инфекций характерно развитие банального (неспецифического) острого воспаления. Возникающая при этом лихорадка, являет собой сложный ответ организма обусловлена выделением микроорганизмами экзогенных пирогенов или эндогенными пирогенами типа интерлейкина-1.

Для внеклеточных микроорганизмов (большинство бактерий) типичным является появлением большого количества нейтрофилов. Нейтрофилы привлекаются хемотаксическими факторами, образующимися в воротах внедрения инфекции. В периферической крови выявляется нейтрофильный лейкоцитоз.

Факультативные внутриклеточные организмы редко вызывают острый воспалительный ответ. Она может наблюдаться при брюшном тифе. Для нее характерна нейтропения в периферической крови.

Облигатные внутриклеточные микроорганизмы (главным образом вирусы и риккетсии) стимулируют острый клеточный ответ, характеризующийся появлением лимфоцитов, плазмоцитов и макрофагов и небольшого количество нейтрофильных ПМЯЛ. В периферической крови может наблюдаться увеличение количества лимфоцитов, но не нейтрофилов, число которых может быть даже уменьшено.

Острое гнойное воспаление наблюдается при инфекционных болезнях, вызываемых некоторыми видами бактерий, которые являются относительно стойкими к фагоцитозу, это грамотрицательные бациллы типа Klebsiella, Pseudomonas, Escherichia разновидности pneumococci. Толщина пневмококковой капсулы непосредственно связана со способностью микроорганизма сопротивляться лизису при фагоцитозе. Пневмококки типы 1 и 2, которые имеют тонкую капсулу, вызывают острую пневмонию без нагноения и, наоборот, пневмококк 3 типа, который имеет плотную мукоидную капсулу, вызывает гнойную пневмонию.

Хроническое гнойное воспаление является или неблагоприятным исходом затянувшегося острого гнойного воспаления или проявлением характера инфекции. Последнее часто наблюдается при инфицировании нитевидными бактериями Actinomyces и Nocardia или некоторыми мицелами гибов типа Madurella и Streptomyces. Эти инфекционные болезни характеризуются прогрессирующим разрушением ткани, фиброзом и множественными абсцессами.

Хроническое воспаление является прямым доказательством наличия в инфицированной ткани иммунной реакции. Антигены могут продуцироваться возбудителями инфекции образовываться при повреждении тканей. Подробно морфологическая характеристика хронического воспаления изложена в главе "Воспаление".

Классификация

Инфекционные болезни разделяют по нескольким признакам.

По биологическому признаку:

q антропонозы – инфекционные болезни человека;

q антропозоонозы – инфекционные болезни, возникающие у человека и животных;

q биоценозы - группа антропонозов и антропозоонозов передающихся через укусы насекомых, являющихся местом размножения возбудителя.

По механизму передачи:

q инфекции дыхательных путей, передающиеся воздушно-капельным путем;

q кишечные инфекции, возникающие при попадании инфекта в пищеварительный тракт (орально-фекальный путь передачи);

q трансмиссивные инфекции, передающиеся через кровососущих членистоногих;

q инфекции наружных покровов, клетчатки и мышц тела (заражение происходит через воздействие каких-либо инфицированных факторов внешней среды - бытовые и военные травмы инфицированными предметами);

q инфекции с различными механизмами передачи.

По характеру клинического течения различают инфекции:

q острые;

q хронические;

q латентные (скрытые);

q медленные.

По характеру тканевых реакций:

q банальные;

q специфические (специфические инфекционные заболевания характеризуются развитием специфического воспаления, т.е. такого воспаления, при котором по типу тканевой реакции можно судить о характере возбудителя).

ЛЕКЦИЯ №4. Кишечные инфекции

Кишечные инфекции возникают часто и имеют существенное значение в качестве причины смерти, как у детей, так и у взрослых. Они разнообразны по этиологии, однако в этом разделе будут рассмотрены лишь бактериальной природы заболевания, составляющие значительный удельный вес в структуре заболеваемости и смертности среди всех кишечных инфекций.

Практически единственным путем инфицирования является энтеральный, при котором возбудители поступают с водой или пищей. Естественно, что в связи с этим существенное значение приобретает защитный барьер - желудок, содержимое которого, прежде всего соляная кислота, уничтожает при достаточной ее концентрации значительную часть микроорганизмов, попавших в этот орган.

Возникающий воспалительный процесс в кишечнике чаще носит очаговый характер. Локализация патологического процесса и особенности возникающих структурных изменений в большей степени связаны с характером возбудителя болезней.

Возбудителями этих инфекций могут быть различные бактерии, наиболее важное значение среди них занимают бактерии из семейства Enterobacteriaceae (сальмонеллы, шигеллы, эшерихии, иерсинии, а также клебсиелы).

БРЮШНОЙ ТИФ

Брюшной тиф - острое инфекционное заболевание из группы кишечных, сопровождающееся явлениями общей интоксикации организма (слабость, недомогание, головная боль, повышение температуры, тошнота, иногда рвота) и преимущественным поражением лимфатического аппарата тонкой кишки.

Заражение происходит от больного человека, а также бактерионосителя: фекально-оральный путь заражения. Возбудители выделяются в окружающую среду с испражнениями и мочой больного или бактерионосителя и попадают в организм здорового человека при употреблении им для питья загрязненной воды или случайном заглатывании ее во время купания. Загрязненные возбудителем молоко, овощи, фрукты, хлеб и другие продукты могут быть причиной единичных или групповых заболеваний. Возможно развитие эпидемии. Заражение происходит и через руки больного или бактерионосителя, загрязненные испражнениями. При отсутствии канализации распространение заболевания может осуществляться мухами, которые переносят на продукты частички кала, содержащие возбудителя.

Возбудитель - брюшнотифозная палочка Salmonella thyphi, относительно устойчивая в окружающей среде и к дезинфицирующим средствам. Salmonella thyphi сохраняет жизнеспособность в сточной воде и почве на полях орошения до 2 недель, на фруктах и овощах - 5-10 дней, в масле и мясе до 1-3 месяцев, в течение часа выдерживает нагревание до 50°С, гибнет при кипячении. Проникнув через рот в организм человека, возбудители попадают в тонкую кишку.

Инкубационный период длится в течение от 3 до 25 дней (чаще 10-14). В этот период в нижнем отделе тонкой кишки бактерии размножаются. Часть их погибает, выделяя при этом эндотоксин, оказывающий токсическое действие на организм, особенно на сердечно-сосудистую и нервную системы. Интрацеллюлярно через микроворсинки слизистой кишки сальмонеллы мигрируют по лимфатическим сосудам в солитарные фолликулы и групповые лимфатические фолликулы (бляшки Пейера), в регионарные лимфатические узлы, а затем в кровь.

Заболевание обычно начинается постепенно с общего недомогания, ощущения разбитости во всем теле, ухудшения сна и аппетита, снижения трудоспособности. Температура поднимается постепенно и достигает 39-40°С к 4-6-му дню болезни, что обусловлено развитием бактериемии. С бактериемией связаны генерализация инфекта и становление иммунитета. В этот период (в течение 1-й недели болезни) брюшнотифозную палочку можно выделить из крови путем гемокультуры. Нарастает слабость, появляется безразличие ко всему окружающему, больной лежит без движения. У некоторых больных уже в самом начале болезни возможны потеря сознания, зрительные и слуховые галлюцинации, бред. Характерен внешний вид больного: безучастный взгляд, резкая бледность кожи, видимых слизистых оболочек. Кожа сухая, горячая на ощупь. Живот вздут, отмечаются запоры: иногда бывают жидкие испражнения. На 8-9-й день болезни на коже груди и живота появляется экзантема - необильная сыпь бледно-розового цвета (розеолы), величиной с булавочную головку, исчезающая при надавливании. Микроскопически в сосочковом слое кожи выявляется гиперемия, периваскулярные лимфоидные воспалительные инфильтраты. Эпидермис разрыхлен, с явлениями гиперкератоза (в экзантеме можно обнаружить брюшнотифозные палочки). В этот период больной особенно заразен, поскольку возбудитель выделяется с потом, молоком (у лактирующих женщин), мочой, калом, желчью.

Наиболее благоприятные условия существования и размножения бактерии брюшного тифа находят в желчных путях. Поэтому наиболее эффективно они выявляются в желчи. В крови определяются антитела к возбудителю (положительная реакция Видаля). Повторное попадание с желчью брюшнотифозной палочки в просвет тонкой кишки завершается некрозом, сенсибилизированных при первой встрече с инфектом, групповых лимфатических и солитарных фолликулов кишки. С этого момента начинаются процессы регенерации при благоприятном течении заболевания либо наблюдаются различные типы осложнений, связанных с основным заболеванием.

Патологическая анатомия. Изменения при брюшном тифе делят на местные и общие.

Местные изменения. Основные морфологические изменения при брюшном тифе выявляются в групповых лимфатических и солитарных фолликулах тонкой кишки. Наиболее характерные изменения развиваются в пейеровых бляшках подвздошной кишки (илеотиф). Иногда морфологические изменения могут наблюдаться как в тонкой, так и в толстой кишках, тогда говорят об илео-колотифе. Если доминируют структурные изменения в толстой кишке - о колотифе.

Эти изменения проходят 5 стадий:

1) мозговидного набухания;

2) некроза;

3) образования "грязных" язв;

4) чистых язв;

5) заживления (регенерации).

Каждая стадия занимает примерно неделю болезни.

В слизистой тонкой кишки вначале заболевания развиваются катаральное воспаление и изменения лимфоидного аппарата, обозначаемые как "стадия мозговидного набухания". В стадии мозговидного набухания групповые фолликулы увеличиваются, выступают над поверхностью слизистой оболочки, на их поверхности образуются борозды и извилины, что напоминает поверхность мозга. На разрезе они серо-красные, сочные. При гистологическом исследовании в лимфоидном аппарате обнаруживаются характерные тифозные узелки, состоящие в основном из крупных мононуклеарных клеток: моноцитов, гистиоцитов и ретикулярных клеток, которые вытесняют лимфоциты. Это крупные клетки со светлой цитоплазмой, фагоцитирующие брюшнотифозные палочки, в сущности, являются макрофагами. Такие макрофаги называют брюшнотифозными клетками. Они образуют скопления, или брюшнотифозные гранулемы. Макроскопически поражения особенно отчетливо определяются на протяжении 1- 1,5 м терминального отдела подвздошной кишки и достигают максимума у самой баугиниевой заслонки. Слизистая оболочка пораженных отделов умеренно полнокровна. В просвете кишки содержатся полужидкие или кашицеобразные массы с небольшой примесью слизи. Групповые и солитарные фолликулы, брыжеечные лимфатические узлы заметно увеличены в размерах, сочные, красноватого цвета. В случае выздоровления на этой стадии болезни вышеописанные клетки рассасываются, а катаральное воспаление стихает.

В других случаях происходит дальнейшее прогрессирование болезни с развитием чаще всего на 2-3-й неделе некротических изменений лимфатического аппарата кишки, а также в регионарных лимфатических узлах и в селезенке. Причина этого некроза до сих пор остается спорной. В основе стадии некроза групповых и солитарных фолликулов лежит некроз брюшнотифозных гранулем. Некроз начинается в поверхностных слоях групповых фолликулов и постепенно углубляется, достигая иногда мышечного слоя и даже брюшины. Вокруг некротических масс возникает демаркационное воспаление. Макроскопически изъязвления вначале возникают в поверхностных участках групповых фолликулов. Некротизированные участки грязно-серые, в случае пропитывания желчными пигментами - коричневато-зеленого цвета.

Переход в стадию образования язв связан с секвестрацией и отторжением некротических масс. В конце 2-й или в начале 3-й недели происходит постепенное отторжение некротизированных масс ("стадия образования язв"). Вследствие этого здесь возникают изъязвления, очертания которых повторяют размеры лимфатических фолликулов. Края свежих язв имеют форму валика и нависают над ее дном. Дно язвы неровное, на нем видны остатки некротизированной ткани. Раньше всего язвы, которые называют "грязными", появляются в нижнем отрезке подвздошной кишки, затем - в вышележащих отделах. В этой стадии появляется опасность внутрикишечных кровотечений, реже - перфорации стенки кишки.

На 3-4-й неделе заболевания изъязвления уплощаются, некротические массы на них отсутствуют ("стадия чистых язв"). Язвы расположены по длине кишки, края их ровные, слегка закругленные, дно чистое, образовано мышечным слоем, реже серозной оболочкой. В этой стадии велика опасность перфорации стенки кишки.

Постепенно все более выраженными становятся процессы регенерации. Стадия заживления язв завершается образованием на их месте нежных рубчиков. Лимфоидная ткань кишки частично или полностью восстанавливается, становится лишь слегка пигментированной.

Разграничение местных изменений при брюшном тифе на стадии условно, так как нередко можно видеть одновременно сочетание изменений, характерных для двух-трех стадий.

Общие изменения. Возможны изменения и других органов. В частности, отмечается поражение печени, которая несколько увеличена в размерах. В ней, помимо тифозных узелков, выявляется белковая и жировая дистрофия. В лимфатических узлах брыжейки, особенно илеоцекального угла, отмечаются изменения, развивающиеся в той же последовательности, что и в лимфатическом аппарате кишки. Сначала они увеличиваются за счет полнокровия, пролиферации моноцитарных фагоцитов и ретикулярных клеток, вытесняющих лимфоциты. Затем появляются брюшнотифозные гранулемы, происходят их некроз, организация и петрификация некротических масс. Селезенка при брюшном тифе, как правило, увеличена в 3-4 раза, капсула напряжена, ткань темно-красного цвета, дает обильный соскоб пульпы. Отмечаются гиперплазия красной пульпы, пролиферация моноцитарных элементов и ретикулярных клеток с образованием брюшнотифозных гранулем. В костном мозге наблюдается пролиферация ретикулярных клеток, иногда развиваются мелкие очажки некроза. Изредка развиваются серозный или серозно-гнойный менингит и даже менингоэнцефалит. Характерным является развитие очагов некроза в мышцах, особенно прямых мышц живота и приводящих бедер, а также диафрагмы. Здесь же могут встречаться кровоизлияния.