Условно-патогенные микроорганизмы. Факторы патогенности бактерий. Внутрибольничные эковары. Оппортунистические инфекции.
Введение
Болезнетворность даже самых опасных микробов зависит от определенных обстоятельств: дозы инфекта, пути инфицирования, выживания во внешней среде, наконец, восприимчивого организма, лишенного видовой неспецифической резистентности. Патогенность — потенциальный признак, который раскрывается при определенном стечении обстоятельств. Их должно быть много для одних микробов и меньше для других. Этим определяется позиция на шкале болезнетворности — от безвредных комменсалов до возбудителей особо опасных инфекций.
Цель:Получение общих знаний и практических навыков по вопросам возникновения, способов передачи, источникам и особенностям клинического течения различных форм инфекций.
Задачи:
· Знать типы взаимоотношений микро - и макроорганизма.
· Знать формы инфекции.
· Знать особенности возникновения и течения оппортунистических инфекций.
· Знать основные источники инфекции, пути заражения, способы заражения.
· Знать факторы патогенности микроорганизмов.
· Знать основную характеристику внутрибольничных эковаров..
Основные учебные вопросы:
1. Типы взаимоотношений микро - и макроорганизма. Нейтрализм. Симбиоз. Мутуализм. Комменсализм. Паразитизм.
2. Факторы патогенности, обеспечивающие размножение бактерий. Капсулы. Бактериальные модулины. Цитокины. Модуляторы воспаления.
3. Токсины и токсические продукты. Эндотоксины. Экзотоксины на молекулярно-генетическом уровне
4. Формы инфекции. Очаговые инфекции. Генерализованные инфекции. Абортивные. Латентные. Дремлющие. Типичные. Атипичные. Персистентные. Медленные инфекции. Бактерионосительство. Реинфекция. Суперинфекция. Микст-инфекция.
5. .Основные источники инфекции. Антропонозы. Зоонозы. Зооантропонозы. Сапронозы.
6. Пути заражения. Способы заражения. Аэрогенный. Фекально-оральный. Трансмиссивный. Контактный. Вертикальный. Путь передачи через медицинские инструменты.
7. Относительность деления возбудителей на патогенные и условно-патогенные. Факторы патогенности. Факторы, определяющие взаимодействие бактерий с эпителиальными клетками. Адгезины. Подвижность.
8. Внутрибольничные эковары. Основная характеристика. Отличительные свойства ВБЭ. Способы заражения. Антибиотикорезистентность.
9. Оппортунистические инфекции. Особенности возникновения и течения
Вспомогательные материалы по теме.
Условно-патогенные микробы. Оппортунистические инфекции.
В зависимости от взаимоотношений с хозяином микробы делятся на непатогенные, патогенные и условно-патогенные. Патогенные микроорганизмы опасны для практически здоровых людей. К ним относятся возбудители классических инфекционных заболеваний, с которыми имеют дело врачи специализированных (инфекционных) стационаров. Они всегда возникают при экзогенном заражении и не привязаны к госпитальным условиям, так как иммуносупрессия не обязательна для их развития.
Если безвредность первых практически абсолютна, а патогенные виды облигатно болезнетворны, то реализация условной патогенности решается в индивидуальных системах макро—микроорганизм, так как зависит от резистентности хозяина.
Повышенная чувствительность характерна для лиц с ослаблением иммунитета — местного или общего, специфического или неспецифического. Таких больных принято называть «иммунокомпрометированными», а возбудители, которым они не оказывают должного сопротивления —«микробами-оппортунистами», или «оппортунистическими патогенами» (от англ. opportunity — удобный, подходящий случай). Нередко иммунитет «компрометируют» врачебные процедуры, например, использование иммунодепрессантов или инструментальных вмешательств, нарушающих целостность внешних покровов. Едва ли не все из микробов-оппортунистов постоянно или временно входят в состав нормальной микрофлоры, создавая прецедент для эндогенных, или аутоинфекций.Это большая и разнородная в систематическом отношении группа микробов, которые вызывают у человека болезни при определенных условиях. Их представители встречаются среди классов бактерий, моллекут, риккетсий, в царстве грибов, в подцарстве простейших. Некоторые виды и варианты вирусов, например альфа-герпесвирусы I и 2, бета-герпесвирусы, паповавирусы, отдельные варианта аденовирусов, вирусов Коксаки и ECHO по многим признакам близки к условно-патогенным микробам.
В современной патологии человека предполагается этиологическая роль около ста видов условно-патогенных микробов. Основное значение из них имеет представители родов: Staphylococcus, Streptococcus, Peptostreptococcus, Eshcerichia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter, Serratia, Proteus, Hafnia, Providencia, Pseudomonas, Haemophilus, Branhamella, Acinetobacter, Moraxella, Alcaligenes, Flavobacterium, Vibrio, Propionibacterium, Bacteroides, Fusobacterium, Bacillus, Mycobacterium, Eikenella, Mycoplasma, Actinomyces, Candida, Cryptococcus, Pneumocysta.
В экологическом отношении условно-патогенные микробы неоднородны. Среди них имеется группа свободноживущих видов, главной средой обитания которых являются различные биоорганические субстраты (пищевые продукты, вода, почва, органические отходы деятельности человека, растворы и аэрозоли лекарственных препаратов). Большинство этих видов способны обитать также в организме человека и при определенных условиях вызывать у него болезни (сапронозы), но для сохранения и продолжения вида живая среда им не обязательна. В больничных стационарах из этой группы микробов обитают акинетобактерии, псевдомонады, серратии, протеи, клебсиелла пневмонии. Некоторые виды паразитов животных, например, сальмонеллы, также должны быть отнесены к условно-патогенным микробам.
Однако основная часть условно-патогенных микробов относится к паразитам человека. Они являются постоянными, обязательными "нормальными" обитателями многих органов (биотопов) тела человека и находятся с ним обычно в симбиотических отношениях. При определенных условиях они могут вступать с хозяином в конкурентные отношения и вызывать у него болезни, но это явление не дает им биологических преимуществ, более того, иногда ведет к потере хозяина.
Потенциальная способность условно-патогенных микробов вызывать инфекционные процессы в большинстве случаев реализуется в условиях пассивного проникновения высокой инфицирующей дозы во внутреннюю среду хозяина с ослабленным естественным иммунитетом и сниженной способностью к иммунному ответу на антигены возбудителя. В отличие от них облигатно-патогенные микробы имеют эволюционно закрепленный, эффективный механизм активного проникновения во внутреннюю среду организма хозяина и способность вызывать у него заболевание в случае попадания небольшой инфицирующей дозы и при нормально функционирующей иммунной системе.
Патогенность. Развитие или неразвитие инфекционного процесса в первую очередь зависит от входных ворот и способности возбудителя к адаптации в них. Большинство облигатно-патогенных микробов имеет специфические входные ворота. Естественное попадание их в другие биотопы не приводит к развитию инфекции. Условно-патогенные микробы способны вызывать инфекцию при попадании в любые органы и ткани, что является одной из причин многоорганности оппортунистических инфекций.
Способность к адаптации имеет решающее значение для облигатно-патогенных микробов, поскольку они должны выдержать конкуренцию со стороны хозяина и аутохтонной микрофлоры входных ворот. Тем не менее, адаптация их в большинстве случаев происходит успешно, так как ее механизмы отработана долгой историей взаимоотношений паразита и хозяина. Аутохтонные для определенного биотопа условно-патогенные виды микробов хорошо адаптированы к своему хозяину и легко адаптируются в случае попадания в аналогичные биотопы другого человека. Эффективность адаптации аллохтонных условно-патогенных микробов в значительной мере зависит от совпадения экологической ниши с аутохтонными видами и характера экологических связей между ними: совпадение экологической ниши и конкурентные отношения препятствуют адаптации в месте входных ворот и наоборот. Та же закономерность характерна для действия элиминирующих механизмов входных ворот хозяина: они активны против облигатно-патогеннынх видов, менее активны или вовсе не активны против условно-патогенных. Исключение составляет кровь и другие внутренние среды, элиминирующее действие которых направлено как против облигатно-, так и условно-патогенных микробов, причем первые более резистентны к нему.
В механизме адаптации проникших в организм микробов в последнее время большое значение придается способности микробов к прилипанию (адгезии) на поверхности эпителиальных клеток, которое происходит с помощью фимбрий и фибриллярных адгезинов (мукополисахаридов, муко- и липопротеидов). Многие исследователи оценивают адгезивные свойства как важный фактор патогенности условно- и облигатно-патогенных микробов, обусловливающий не только начальный этап инфекции, но и все последующие. В это представление не укладываются наблюдения о сплошной адгезии эпителиальных клеток здоровых людей представителями нормальной микрофлоры здоровых людей. Более того, эпителий с прилипшим к нему слоем микробов является экологически единой структурой, выполняющей защитную функцию. Исходя из этого, можно думать, что в развитии инфекции имеют значение не столько адгезивные свойства, сколько их сочетание с конкурентной активностью в отношении нормальной микрофлоры и устойчивостью к ее конкурентному действию.
Материальная основа следующих этапов инфекции - инвазия во внутреннюю среду и подавление или интерференция фагоцитарного и других элиминирующих механизмов внутренней среды организма хозяина - у условно-патогенных микробов в отличие от облигатно-патогенных отсутствует или обнаруживается у отдельных штаммов или вариантов (например, больничных) вида. Поэтому для развития инфекции необходим пассивный занос и дефицит элиминирующих механизмов иммунной системы, на что указывалось выше.
Повреждение клеток и тканей организма хозяина условно-патогенные микробы вызывают с помощью эндотоксина и ферментов-токсинов. Они не способны к внутриклеточному паразитированию и, за исключением отдельных штаммов, не выделяют экзотоксинов. Эндотоксин грамотрицательных бактерий является универсальным фактором патогенности условно-патогенных бактерий. Мишенью для него являются поверхности клеток почти всех органов человека, что определяет многоорганность и идентичность или близость вызванных ими поражений. Поскольку токсичность эндотоксина невелика, то только высокие концентрации его могут вызвать клинически выявляемые поражения, которые образуются при одновременной гибели и лизисе больших количеств бактерий. Ряд условно-патогенных микробов, помимо эндотоксина, содержит в своем теле и выделяет во внешнюю среду пока плохо идентифицированные вещества, оказывающие цитотоксическое и цитолитическое действие.
Условно-патогенные микробы выделяют большое количество эктоферментов (гиалуронидаза, эластаза, коагулаза, фибринолизин, нейраминидаза, лецитиназа, нуклеазы, дезаминазы, декарбоксилазы и др.), оказывающих деполимеризующее или конформационное действие на свободные или входящие в состав клеток и волокон молекулы. Повреждающее действие микробных эктоферментов обусловлено не только разрушением структур, но и токсическим действием продуктов ферментативного распада (мочевина, сероводород, амины и др.).
Таким образом, условно-патогенные микробы обладают почти тем же набором факторов патогенности, как и облигатно-патогенные. Это обстоятельство также используется для критики деления микробов на условно- и облигатно-патогенные. Однако следует иметь в виду, что если у облигатно-патогенных микробов набор факторов патогенности специфичен и универсален для вида, то у условно-патогенных он выраженно вариабелен и мало специфичен. Перечисленные факторы патогенности, кроме эндотоксина, выявляются у условно-патогенных микробов, как правило, в неполном и разном комплекте.
Популяции. Установлено, что для различных видов условно-патогенных микробов - обитателей тела человека (стафилококков, энтеробактерий, псевдомонад, акинетобактерий и др.) характерна выраженная популяционная изменчивость, которая проявляется в двух видах: внутри- и межпопуляционной. Внутрипопуляционная изменчивость проявляется в виде гетерогенности (полиморфизме) локальных популяций (т.е. присутствии в них смеси различающихся между собой по большему или меньшему числу признаков вариантов и штаммов), а также в изменении качественного и количественного состава вариантов и штаммов во времени. Гетерогенность популяций характерна для всех обитающих на Земле видов животных, растений, грибов, бактерий, вирусов, но у условно-патогенных микробов этот признак выражен в большей степени, особенно по сравнению с облигатно-патогенными микробами. Селективное преимущество гетерогенных популяций общеизвестно: чем больше генотипов (вариантов) в популяции, тем больше вероятность того, что в ней найдутся варианты, которые перенесут изменения внешней среды, в том числе экстремальные.
Гетерогенность популяций условно-патогенных бактерий проявляется почти по всем признакам, но особенно она выражена в признаке устойчивости к антибиотикам, антисептикам, дезинфектантам, физическим факторам, бактериофагам, бактериоцинам. Выше уже указывалось на гетерогенность популяций в факторах патогенности и обусловленной ими степени вирулентности. Хорошо известна высокая гетерогенность антигенной структуры большинства условно-патогенных бактерий, которая создает большие сложности в идентификации выделенных культур. Степень гетерогенности зависит от свойства (например, к антибиотикам гетерогенность выражена в большей степени, чем к дезинфектантам; к высушиванию - в большей степени, чем к температуре), вида бактерий, длительности инфекционного процесса (при хронических процессах она выше, чем при острых). Особо высока зависимость этого признака от связи патологического очага или другого биотопа с внешней средой и заселенными бактериями системами. Например, при закрытом мастите в популяции стафилококка один-два фаго- и резистеноваров, при открытом - 3-6; описаны случаи выделения из содержимого ожоговых ран одного больного 10-14 резистеноваров S. aureus.
Основные причины гетерогенности популяций условно-патогенных бактерий в патологических очагах состоят в инфицировании человека гетерогенным (содержащим несколько вариантов) пулом возбудителя и суперинфекции (иммиграция) другими вариантами (как правило, больничными) возбудителя в процессе болезни. Если брать не локальную популяцию, а весь вид, то в его гетерогенности, конечно, решающее место принадлежит мутациям и рекомбинациям. Антибактериальные средства и иммунные факторы организма оказывают противоположное по сравнению с иммиграцией, мутацией и рекомбинацией действие, сужая степень гетерогенности популяций и в то же время, селекционируя более устойчивые и вирулентные формы.
Многократные исследования патологического материала в процессе пребывания больных в стационаре показывают, что популяции условно-патогенных микробов не только гетерогенны, но и изменчивы во времени, динамичны. Эти изменения происходят непрерывно и состоят в исчезновении исходных и появлении новых вариантов в популяции, полной смене вариантного состава, изменении количественных соотношений вариантов, например, в переходе варианта от доминирования к минорности или наоборот. Изменение состава популяций во времени чаще происходит при открытых процессах по сравнению о закрытыми, при процессах, вызванных больничными эковарами, чем внебольничными. Главная направленность изменений состава популяции в процессе лечения - это переход от чувствительных вариантов к множественно устойчивым, от внебольничных эковаров к больничным. Элиминация отдельных эковаров из популяция и количественные изменения отдельных вариантов в ней вызываются иммунными факторами хозяина, антимикробными и иммуностимулирующими терапевтическими средствами и, возможно, внутривидовой конкуренцией. Появление новых вариантов в популяции патологического очага является следствием суперинфекции и генотипических и фенотипических изменений исходных вариантов.
Представление о гетерогенности популяций условно-патогенных микробов - возбудителей инфекционных процессов - указывает на необходимость :
· резкого увеличения выборки (числа исследуемых культур одного вида) в процессе микробиологической диагностики;
· ориентации при выборе химиотерапевтических средств на варианты и штаммы возбудителя, обладающие наиболее широким спектром и наиболее высоким уровнем устойчивости к антибиотикам и антисептикам;
· динамичного наблюдения за количественными и качественными изменениями в составе популяции возбудителя и соответствующей изменениям коррекции схемы лечения;
· предупреждения суперинфекции патологических процессов как путем их герметизации (создания безмикробной среды), так и резкого снижения массивности микробной контаминации объектов больничной среды, с помощью которых происходит суперинфекция.
Межпопуляционная изменчивость условно-патогенных микробов проявляется в формировании и широком распространении в больничных стационарах больничных штаммов и эковаров, обладающих большей устойчивостью к антимикробным факторам больничной среды и элиминирующим факторам организма человека.
Микробиоценозы условно-патогенных микробов. Популяции условно-патогенных микробов в большинстве здоровых, также как и патологически измененных биотопов организма человека обитают в виде сообществ, микробиоценозов, включающих в себя, например, в полости рта, сотни популяций. Состав микробиоценозов здоровых людей, как правило, сложен: в систематическом отношении в него входят представители разных таксонов (бактерий, риккетсий, моллекут, грибов, простейших, вирусов), в экологическом - аутохтонных, аллохтонных, заносных из внешней среды, свободноживущих, непатогенных, условно- и облигатно-патогенных групп. Сочлены микробиоценоза занимают в биотопе определенные экологические ниши и между ними существуют разнообразные экологические связи (симбиоз, конкуренция, нейтрализм). Эти два фактора в основном определяют соотносительную численность популяций сочленов микробиоценоза (доминирующая, субдоминирующая, минорная). Количественные отношения сочленов микробиоценоза и их качественный состав в норме обладают выраженной способностью к аутостабилизации.
Микробиоценозы здоровых (нормальных) биотопов людей, находящихся в больничных стационарах, отличаются от таковых людей вне стационара прежде всего заселением (колонизацией) больничными эковарами условно-патогенных микробов. Частота колонизации выше у категории иммунодефицитных людей, новорожденных и давно находящихся на стационарном лечении больных. В ряде отделений и специальностей она высока у медицинских работников.
Микробиоценозы патологически измененных биотопов стационарных больных имеют существенные отличия, которые состоят в сниженной способности к аутостабилизации, усилении конкурентных взаимоотношений между сочленами микробиоценоза и отдельных его представителей с организмом хозяина и увеличенной частоте внутри и межпопуляционного генетического обмена, которые ведут к появлению в биотопе нетипичных для него видов, особенно их больничных эковаров, исчезновении или резком снижении численности популяций аутохтонных видов.
Таким образом, патогенность, или способность вызывать заболевание, не является абсолютной. Ее обусловленность находит свое выражение в следующих фактах:
1. Патогенность микробов проявляется всегда по отношению к определенному виду (видам) животных. Есть бактерии, патогенные только для человека, есть патогенные только для животных, но есть патогенные и для человека, и для животных (возбудители чумы, бруцеллеза, туляремии и др.).
2. Непатогенный в одних условиях (естественных) для макроорганизма, возбудитель может стать патогенным в других, измененных условиях
3. Микроорганизмы, являющиеся непатогенными или условно-патогенными для физиологически здоровых организмов, могут стать патогенными при ослаблении их естественной резистентности, особенно под влиянием радиационного облучения.