Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВЯ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені О.О.БОГОМОЛЬЦЯ
«Затверджено»
на методичній нараді
кафедри патологічної фізіології
Завідувач кафедри
професор Ю.В.Биць
“___”__________200_ р.
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ
|
Навчальна дисципліна |
«ПАТОЛОГІЧНА ФІЗІОЛОГІЯ» |
|
Модуль № 1 |
Загальна патологія |
|
Змістовий модуль №1 |
Загальна нозологія – загальне вчення про хворобу, етіологію і патогенез. Патогенна дія факторів зовнішнього середовища. Роль внутрішніх чинників в патології |
|
Тема 5 |
Патогенна дія біологічних факторів |
|
Курс |
3-й |
|
Факультет |
Медичний |
Київ – 2007
Бактерії, віруси, найпростіші та гельмінти є причиною надзвичайно розповсюджених захворювань у всьому світі. Наприклад, від малярії за даними ВООЗ щорічно гине від 1 до 2 міліонів людей. Кишковими гельмінтозами заражена третина усього населення Землі, що має особливо небезпечні наслідки для дітей.
Інфекційний процес нерозривно пов’язаний з такими патологічними процесами як запалення та гарячка. Досить часто імунна відповідь на бактеріальні (грибкові, хламідіозні) антигени супроводжується ушкодженням власних клітин за рахунок виділення надлишку цитокінів, перехресного розпізнавання антигенів свого організму та інших механізмів. Усі вони лежать в основі формування алергічних реакцій за цитотоксичним, імунокомплексним та клітинним типом із розвитком так званих інфекційно-алергічних захворювань.
У зв’язку з удосконаленням методів мікробіологічних досліджень, вдалося довести патогенетичне значення бактерій, вірусів у розвитку найбільш розповсюджених неінфекційних соматичних захворювань. Наприклад, активно вивчається роль вірусів герпесу, цитомегаловірусу, Helicobacter pylorі та Chlamydia pneumonia в патогенезі атеросклерозу та ішемічної хвороби серця; вірусу Епштейна-Барр, HTLV-1, 2 та Papova вірусів – в патогенезі пухлин, Helicobacter pylorі – виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки. Це, з одного боку, значно збільшує медико-соціальне значення інфекційних захворювань, а з іншого, висуває ряд проблематичних питань, що торкаються демаркації соматичних і власно інфекційних захворювань.
|
Назви попередніх дисциплін |
Отримані навички |
|
Біологія |
Класифікувати види найпростіших та гельмінтів, аналізувати їх життєві цикли, шляхи поширення та потрапляння в організм людини |
|
Мікробіологія |
Класифікувати мікроорганізми, аналізувати їх властивості, шляхи поширення та передачі; Аналізувати механізми функціонування імунної системи та основні механізми проти інфекційного захисту. |
|
Термін |
Визначення |
|
Інфекційний процес |
це комплекс захисно-пристосувальних, компенсаторних та патологічних реакцій, що виникає при взаємодії макроорганізму (людини чи тварини) та мікроорганізму (збудника інфекційного захворювання) за певних умов зовнішнього середовища. |
|
Інфекційна хвороба |
це один з проявів інфекційного процесу, наслідок загострення міжвидової боротьби між організмом-хазяїном та організмом-паразитом. |
|
Латентна інфекція (персистентна, носійство) |
форма інфекції, при якій не спостерігається жодних клінічних симптомів, але може відбуватися репродукція мікроорганізму (наприклад, віруса) та виділення його у зовнішнє середовище. |
|
Патогенність |
здатність мікроорганізму спричинювати розвиток інфекційного процесу. |
|
Вірулентність |
це ступінь патогенності мікроорганізму, комплекс фенотипових ознак, які дозволяють інфекційному агенту прикріплюватися до відповідних клітин (адгезивність), проникати крізь слизові та сполучноклітинні бар΄єри (інвазивність), колонізувати та ушкоджувати тканини продуктами своєї життєдіяльності (токсигенність). |
|
Антимікробний імунітет |
знищення мікроорганізмів механізмами імунної системи. |
|
Антитоксичний імунітет |
блокада токсинів, що виділяються мікроорганізмами специфічними антитілами. |
Інфекційний процес - це комплекс захисно-пристосувальних, компенсаторних та патологічних реакцій, що виникає при взаємодії макроорганізму (людини чи тварини) та мікроорганізму (збудника інфекційного захворювання) за певних умов зовнішнього середовища. Інфекційна хвороба – це один з проявів інфекційного процесу, наслідок загострення міжвидової боротьби між організмом-хазяїном та організмом-паразитом. Гострота цього конфлікту може бути різною і визначається як властивостями макроорганізму (станом неспецифічної та специфічної реактивності), так і патогенністю збудника. В залежності від цього усі інфекційні захворювання поділяються на гострі, підгострі, хронічні та повільні. Останні характеризуються досить тривалим перебігом, але невпинно призводять до летального кінця. Крім того, розглядається ще одна форма інфекції – латентна (персистентна, носійство), при якій не спостерігається жодних клінічних симптомів, але може відбуватися репродукція мікроорганізму (наприклад, віруса) та виділення його у зовнішнє середовище.
Патогенність визначається як здатність мікроорганізму спричинювати розвиток інфекційного процесу. Вірулентність - це ступінь патогенності мікроорганізму, комплекс фенотипових ознак, які дозволяють інфекційному агенту прикріплюватися до відповідних клітин (адгезивність), проникати крізь слизові та сполучноклітинні бар΄єри (інвазивність), колонізувати та ушкоджувати тканини продуктами своєї життєдіяльності (токсигенність). Однак, не слід розглядати макроорганізм як пасивного спостерігача, “поживне середовищє” для мікроба. Для виникнення власно інфекційного процессу потрібен не тільки патогенний мікроорганізм, але й реакція з боку чутливого до цього інфекційного агенту макроорганізму, здатного відреагувати на вторгнення збудника. Виникнення деяких “дитячих” інфекцій (кір, краснуха, вітрянка) тільки у певному віці, свідчить як раз про те, що не фактична наявність інфекту, а властивості організму, що розвивається, обумовлюють розвиток інфекційного захворювання (за І.В.Давидовським). Ймовірність розвитку та важкість останнього визначає не тільки індивідуальна, але й групова, популяційна реактивність. Не виключено, що популяційна реактивність може визначати і власно вірулентність мікроорганізму, впливаючи на рівень фенотипових проявів генетично детермінованих факторів патогенності.
Серед факторів неспецифічної реактивності організму у протиінфекційному захисті мають значення бактерицидні компоненти секретів слизових оболонок та шкіри (зокрема, лізоцим), фагоцитоз, білки системи комплементу, інтерферони. Проте, визначальну роль у боротьбі з інфекційними агентами у ссавців відіграє фактори специфічної реактивності – гуморальні та клітинні фактори імунної системи. В залежності від властивостей мікроорганізму щодо паразитування у позаклітинному просторі або внутрішньоклітинно спрацьовують принципово різні механізми імунного захисту (табл. 1).
Таблиця 1. Найбільш поширені позаклітинні та внутрішньоклітинні патогенні мікроорганізми людини.
|
ПОЗАКЛІТИННІ |
ВНУТРІШНЬОКЛІТИННІ |
|
|
облігатні |
факультативні |
|
|
- бактерії стафілококи стрептококи пневмококи менінгококи * гонококи * шигели клостридії та ін. |
- віруси усі - рикетсії усі - хламідії усі - протозоа токсоплазми лейшманії та ін. |
- бактерії мікобактерії сальмонели бруцели та ін. - гриби кандида криптококи кокцидоміцети гістоплазми та ін. - протозоа плазмодії трипаносоми пневмоцисти та ін. |
* - можуть бути також факультативними внутрішньоклітинними паразитами
При першому варіанті антигени збудника презентуються макрофагами та іншими антигенпрезентуючими клітинами (АПК) в комплексі з молекулами МНС ІІ класу. При цьому обов’язковим моментом є виділення певних інтерлейкінів (ІЛ-4, 5), необхідних для залучення до взаємодії з АПК В-лімфоцитів. Останні, після антигенної стимуляції, перетворюються на плазмобласти, згодом в плазмоцити, які і синтезують специфічні до антигенів збудника антитіла. Рівень (титр) цих антитіл в крові та тканинах макроорганізму і визначає антимікробний імунітет. Якщо ж збудник здатний до внутрішньоклітинного паразитування, спрацьовує інший механізм. Презентацію антигену забезпечують як імунні клітини, так і будь-які ядерні клітини організму, що здатні до утворення комплексів “антиген збудника - молекула МНС І класу”. Виділення при цьому інших цитокінів (ІЛ-2, інтерферону гамма) обумовлює залучення Т-лімфоцитів до взаємодії з АПК. Після бласттрансформації антигенактивованих Т-лімфоцитів відбувається їх проліферація з утворення певної кількості імуноцитів, здатних розпізнавати антигени збудника, які представлені на поверхні клітин в комплексі з власними МНС І класу. Важливо розуміти, що за цих двох різних “сценаріїв” імунної відповіді синтез антитіл плазмоцитами контролюється специфічними Т-лімфоцитами (Т-хелпери 2 типу), а при клітинному типі крім пулу цитотоксичних лімфоцитів утворюються також і антитіла (Ig M), що теж мають значення в знешкодженні внутрішньоклітинного паразиту. Тобто клітинна та гуморальна ланка імунної системи активно співпрацюють між собою, забезпечуючи протимікробний імунітет.
Антитіла формують декілька “ешелонів” захисту від збудника інфекційного захворювання. На першому етапі мікроорганізм має подолати дію секреторних Ig A, які зв’язуючись із антигенами інфекційного агенту блокують його прикріплення до епітеліальних клітин. На другому етапі мікроорганізм, що проник у підслизовий шар, зв’язується Ig E та G4, які приєднані до поверхні тканинних базофілів своїми Fc-фрагментами. Утворення комплексу антиген-антитіло на поверхні базофілів призводить до їх дегрануляції, а медіатори, що виділяються, сприяють хемотаксису нейтрофільних гранулоцитів, макрофагів та еозинофілів в місце проникнення інфекційного агенту. Якщо ж останньому вдалося якимось чином уникнути описаних перешкод, то в крові його зустрічають Ig М та G1,2, які найбільшою мірою здатні до активації системи комплементу. Мембранатакуючий комплекс, що утворюється на поверхні розпізнаної антитілами мікробної клітини, призводить до цитолізу та елімінації мікроорганізму.
У клітинній (Т-лімфоцитарній) імунній відповіді також спостерігається певна етапність. В епітелії дихальних шляхів, травного та урогенітального тракту велике значення мають Т-лімфоцити гамма дельта (ТЛ), які розпізнають представлені в комплексі з МНС антигени збудника, або реагують з білками теплового шоку (heat shock protein, НSP), що експресуються на поверхні інфікованих клітин. Розташовуючись між сусідніми епітеліоцитами ТЛ мають можливість найбільш щільного контакту з клітинами слизової оболонки, що й дозволяє їм підтримувати антигенний гомеостаз і негайно знищувати клітини, до яких проник інфекційний агент. Т-лімфоцити альфа бета (ТЛ) також присутні в слизові оболонці бар΄єрних органів, але більше значення в імунному захисті мають при проникненні збудника в більш глибокі середовища організму. Механізми цитотоксичної дії лімфоцитів різних популяцій універсальні. Це або утворення отвору в клітинній мембрані інфікованої клітини за допомогою перфоринів та індукція апоптозу клітини введенням гранзимів (специфічних ферментів, що містяться в гранулах Т-лімфоцитів), або запуск знов-таки апоптичного процесу через взаємодію Fas-ліганд/Fas-рецептор (див. розділи …). Обидва механізми призводять до загибелі інфікованої клітини разом із внутрішньоклітинним паразитом.
На сьогодні виділено 8 типів інфекційних агентів (розташовані в порядку зменшення геометричних розмірів): гельмінти, найпростійші, грибки, бактерії, хламідії, рикетсії, віруси та пріони. Кожний з них використовує специфічні засоби, що дозволяють мікроорганізму вести паразитичне існування за умов протидії систем антимікробного захисту макроорганізму.
Паразитарні та протозойні інфекції. Найпростіші та гельмінти є причиною надзвичайно розповсюджених захворювань у всьому світі. Наприклад, від малярії за даними ВООЗ щорічно гине від 1 до 2 міліонів людей. Кишковими гельмінтозами заражена тритина усього населення Землі, що має особливо небезпечні наслідки для дітей. Більшість паразитів мають складний життєвий цикл, при чому на різних стадіях розвитку синтезують різні антигени, що значно утруднює роботу імунних клітин організму. Властивість до знищєння як найпростішіх, так і гельмінтів мають макрофаги, нейтрофіли, Т-лімфоцити, еозинофіли та навіть тромбоцити (ефекторні клітини). Гуморальні механізми імунітету (антитіла, білки системи комплементу) також мають значення у забезпеченні захисту від позаклітинних паразитів, що локалізуються в крові, лімфатичних судинах, кишечнику. Однак, їх дія є найбільш ефективною, коли вони функціонують сумісно з ефекторними клитинами. На першому етапі протипаразитарної реакції організму макрофаги поглинають паразити та секретують речовини (інтерлейкін-1, 2, фактор некрозу пухлин альфа (ФНП альфа) та інші), що регулюють розвиток запалення. Антигени паразитів презентуються на поверхні макрофагів в комплексі з молекулами МНС та починається власно специфічна імунна відповідь – добираються та клонуються Т- і В-лімфоцити. Плазмоцити, що утворюються з В-лімфоцитів, виробляють антитіла, які взаємодіючи з поверхневими антигенами паразитів, “навантажують” їх та полегшують їх розпізнавання та поглинання макрофагами, нейтрофілами, еозинофілами та іншими клітинами, що мають рецептори до Fc-фрагменту антитіл. Під час фагоцитозу у макрофагах та нейтрофільних гранулоцитах утворюються високоактивні метаболіти кисню (супероксиданіон радикал), перекис водню, пероксинітрит (ONOO-) та інші потужні окисники. Вони забезпечують руйнування біліпідного шару клітинної стінки паразиту та його перетравлювання в лізосомах. Принципове значення у формуванні іммунітету та елімінації паразиту має активація Т-лімфоцитів: хелперів (CD4+) та цитотоксичних клітин (CD8+). Під час паразитарної інфекції різні субпопуляції Т-хелперів (Т-хелпери 1 та 2 типу) активуються різною мірою і їх співвідношення може змінюватися протягом інфекційного процесу. Так, Т-хелпери 1 типу діють на печінковій стадії малярії і, виділяючі гамма-інтерферон сприяють елімінації паразитів через активацію фагоцитів. З іншого боку, знищення паразитів на еритроцитарній стадії досягається активацією Т-хелперів 2 типу, що стимулюють виділення специфічних антитіл. При інших паразитарних захворюваннях спостерігаються антагоністичні взаємовідносини між цими субпопуляціями Т-лімфоцитів. На лініях мишей, резистентних до лейшманіозу та чутливих до цього захворювання доведено, що у перших домінують Т-хелпери 1 типу, які виробляють гамма-ІНФ, а у інших переважають Т-хелпери 2 типу, що здатні до секреції ІЛ-4, який пригнічує утворення гамма-ІНФ Т-хелперами 1 типу. Введення антитіл до ІЛ-4 ліквідувало інфекцію через зменшення активності Т-хелперів 2 типу і збільшення чисельності популяції Т-хелперів 1 типу. У людини в разі дифузного лейшманіозу шкіри та прогресуючого вісцерального лейшманіозу спостерігається недостатність синтезу гамма-ІНФ та надмірне виділення ІЛ-10 – цитокіну, що секретується Т-хелперами 2 типу і пригнічує функціональну активність Т-хелперів 1 типу.
При кишкових гельмінтозах, навпаки, для елімінації паразитів є необхідною активація Т-хелперів 2 типу. Саме ці клітини відповідають на паразитарні антигени виділенням ІЛ-4 та ІЛ-5, що стимулюють проліферацію В-лімфоцитів у кишечній стінці та синтез ними специфічних антитіл. ІЛ-3, ІЛ-4, ІЛ-9 та ІЛ-10, що виділяються Тх2, стимулюють проліферацію тканинних базофілів. На їх поверхні відбувається утворення комплексів Ig E та паразитарних антигенів, наслідком чого є дегрануляція базофілів та виділення великої кількості БАР. При цьому макрофаги секретують цитокіни, що сприяють проліферації бокаловидних клітин кишечника та спричинюють підвищений синтез слизу. Блокований антитілами та оброблений слизом гельмінт може бути легко видалений з просвіту кишечника.
В деяких випадках імунна система не здатна повністю позбавитися паразитів, проте ізолює їх від здорових тканин запальним бар’єром. Клітини, що інфільтрують тканини та оточують паразита, переважно представлені Т-хелперами 1 типу.
Однак, в процесі еволюції паразити винайшли багато способів уникати дії, як здається, майже досконалих систем захисту макроорганізмів. Наприклад, токсоплазми проникають в макрофаги не шляхом фагоцитозу і тому не викликають респіраторний “вибух” та утворення вільних радикалів кисню. Лейшманії проникають в макрофаги, використовуючи рецептори комплементу, та до того ж здатні до синтезу супероксиддисмутази (СОД) – ферменту, що швидко інактивує активні форми кисню. Блокується також і активність кисне-незалежних механізмів фагоцитозу. Згадувані лейшманії синтезують глікопротеїн, що діє як інгібітор протеїназ лізосомального походження. Серед інших механізмів захисту паразитів від дії клітин імунної системи вказують високу антигенну мінливість (Plasmodium, Trypanosoma), виділення розчинних антигенів, що блокують антитіла ще “на підходах” до клітини-паразиту (Schistosoma), здатність до утворення кутикули (Wuchereria) та перехід в цистну форму (Triсhinella).
Усі зазначені пристосувальні механізми мікроорганізмів призводять до приєднання до інфекційного процесу імунопатологічних реакцій. Наприклад, це відбувається коли замість клітин паразиту уражуються власні клітини, що або несуть на своїй поверхні схожі до паразитарних антигени, або гинуть внаслідок дії надлишку медіаторів запалення, оксидантів та лізосомальних ферментів, що виділяють імунні клітини в осередку локалізації паразиту.
Бактеріальні, грибкові, хламідіозні та рикетсиозні інфекції. Імунітет до цих інфекційних агентів може бути власно антимікробним та антитоксичним. В останньому випадку специфічні антитіла блокують токсини, що виділяються мікроорганізмами. Як правило, елімінація інфекційного збудника з організму потребує кооперації декількох популяцій імунних клітин. Наприклад, ТЛ стимулюють фагоцитарну активність макрофагів за рахунок активізації індуцибельної NO-синтази, гіперекспресія якої обумовлює утворення великої кількості пероксинітриту (ONOO-) – одного з найпотужніших оксидантів. При грибкових інфекціях, зокрема при кандидозах, зниження кількості ТЛ призводить до незавершеного фагоцитозу внаслідок недостатньої активації фагоцитів. Інші механізми імунного захисту реалізуються за описаною вище схемою в залежності від типу паразитування бактерії (позаклітинний чи внутрішньоклітинний) або за рахунок роботи клітинного імунітету при грибкових (факультативні внутрішньоклітинні паразити), хламідійних, рикетсіозних (облігатні внутрішньоклітинні паразити) інфекціях.
Бактеріальні та грибкові мікроорганізми для запобігання описаним антимікробним системам застосовують численні механізми, що дозволяють їм паразитувати і викликати інфекційні захворювання. Основні механізми уникнення мікробних агентів від дії імунної системи наведено в табл. 2.
Таблиця 2. Механізми уникнення інфекційними агентами дії захисних систем макроорганізму.
|
Фактор захисту макроорганізму |
Пристосувальні механізми мікроорганізмів |
Приклад |
|
Хемотаксис |
Виділення речовин, що пригнічують хемотаксис |
Міграстатин Streptomyces, металлопротеїнази Legionella |
|
Фагоцитоз |
Пригнічення злиття лізосом з фагосомами |
Амонійні сполуки Mycobacterium, Leishmania |
|
Виділення токсичних для фагоцитів речовин |
Лейкоцидини Staphylococcus, Clostridium |
|
|
Інгібування протонного насосу в лізосомах, порушення ацидифікації лізосом |
Інгібітори Н+ АТФази Yersinia, Mycobacterium |
|
|
Інактивація перекису водню, що виділяється фагоцитами |
Каталаза Staphylococcus, Enterococcus та інших мікроорганізмів |
|
|
Презентація антигенів в комплексі з МНС |
Порушення презентації антигенів інфікованою клітиною |
Токсини Mycobacterium, Escherichia coli |
|
Розщеплення фактору транскрипції необхідного для експресії МНС |
Протеаза Chlamydia |
|
|
Антитіла |
Антигенна мінливість |
Campylobacter, Gonococcus, Mycoplasma та переважна більшість мікроорганізмів |
|
Система комплементу |
Сиалізація клітинної поверхні перешкоджає активації компонентів комплементу (С3b) |
Залишки сиалових кислот Meningococcus та інших мікроорганізмів |
|
Адсорбція на поверхні інгібіторів С3b |
||
|
Експресія мембран-асоційованих ферментів, що гідролізують компоненти комплементу |
Протеази Yersinia, Pseudomonas, Borrelia |
|
|
Інактивація хемотактичних властивостей білків комплементу (С3, С5) |
||
|
Цитокіни |
Блокування відповіді макрофагів на ИНФ гамма |
Ліпоарабіноманнан Mycobacterium |
|
Індукція синтезу інтерлейкінів-10 та 12, що пригнічують апоптоз моноцитів |
Chlamydia |
Крім резистентності до дії факторів природного захисту макроорганізму, інфекційні агенти можуть набути стійкість і до дії антибактеріальних препаратів. Так, деякі штами стрептококів мають ген , що кодує додатковий пеніцилін-зв’язуючий білок. Ентеробактерії набувають резистентності до бета-лактамів завдяки мутаціям в генах лактамаз, що розширюють спектр дії цих ферментів. А Mycobacterium tuberculosis стає нечутливою до дії ізоніазиду та ріфампіцину в разі мутацій в гені каталази-пероксидази та РНК-полімерази відповідно.
Досить часто імунна відповідь на бактеріальні (грибкові, хламідіозні) антигени супроводжується ушкодженням власних клітин за рахунок виділення надлишку цитокінів, перехресного розпізнавання антигенів свого організму та інших механізмів. Усі вони лежать в основі формування алергічних реакцій за цитотоксичним, імунокомплексним та клітинним типом із розвитком так званих інфекційно-алергічних захворювань. Не виключається роль інфекційних агентів і в патогенезі алергічних реакцій стимулюючого типу. Наприклад, клебсієльозна інфекція розглядається як один з пускових моментів хвороби Грейвса (тиротоксикоз).
Вірусні інфекції. Ліквідація вірусів відбувається за участі тих самих ефекторних клітин, що й при внутрішньоклітинних бактеріальних (грибкових, хламідіозних) інфекціях. Дещо більше значення мають тут натуральні кілери (NK) – клітини, що здатні руйнувати клітини без попередньої антигенної стимуляції. NK розпізнають вірус-інфіковані клітини або за появою на поверхні білків теплового шоку (HSP), або за зменшенням кількості експресованих молекул МНС. Проте, вірусні інфекційні агенти здатні висувати перед організмом значно складніші проблеми порівняно з ішними збудниками. Перша задача, яку вирішують віруси, – специфічне проникнення в клітини організму певного типу. У кожного вірусу, що здатен паразитувати в організмі людини чи тварини, є білкі аналогічні до білків макроорганізму. Взагалі, еволюція та добір мікроорганізмів і, в першу чергу вірусів, відбувається за наявністю білків, подібних до протеїнів організму людини як найбільш “привабливого” об’єкту паразитування. Таким чином, мікрорганізм вирішує одразу декілька проблем, основна з яких - проникнення до клітини. Класичним прикладом є взаємодія глікопротеїну (gp120) вірусу імунодефіциту людини (HIV, вірус СНІДу) та CD-4 рецептору Т-хелперів. Вірус Епштейна-Барр використовує для цього рецептори комплементу ІІ типу (СR2), ріновіруси – молекули клітинної адгезії (ICAM-1). головне питання для віруса після проникнення – налагодження редуплікації власного генетичного матеріалу та утворення нових віріонів. Для цього віруси використовують ферментативні системи клітини-хазяїна. Зрозуміло, що вірус “не зацікавлений” у руйнуванні клітини, яку від хоче використати як “фабрику” для побудови вірусних частинок. Деякі віруси майже позбулися в процесі еволюції цитопатичності, навпаки, вони дозволяють клітині уникнути апоптозу. З цією метою віруси використовують білкі-супресори апоптозу. Так, вирус контагіозного молюска має білок, подібний до внутрішньоклітинної частини Fas–рецептору, який порушує передачу сигналу від активованого Fas–лігандом рецептору до ферментів, які залучені в реалізацію програми апоптозу (каспаз). Аденовіруси здатні до виділення аналогів клітинних білків (наприклад, bсl-2), що попереджує активацію каспаз та розвиток апоптозу. Особливо велике значення це набуває, коли вірус є онкогенним. Тоді він одночасно спричинює трансформацію клітини та примушує її ухилитися від апоптозу. Деякі онкогенні віруси (HTLV-1) здатні використовувати клітини імунної системи для стимуляції поділу інфікованої клітини. Так, гранулоцитарно-моноцитарний колонієстимулюючий фактор, що виділяється вірус-інфікованими Т-лімфоцитами, стимулює макрофаги до продукції ІЛ-2, що є ростовим фактором для Т-лімфоцитів.
Віруси також здатні підтримувати життєдіяльність інфікованої клітини, активно протидіючи імунній системі, що намагається елімінувати клітину із чужорідною генетичною інформацією з організму (табл. 3).
Таблиця 3. Вірусні продукти, що допомагають вірусам уникати дії захисних систем макроорганізму.
|
Захисний фактор |
Вірус |
Вірусний продукт |
Механізм дії |
|
Експресія молекул МНС |
Аденовіруси |
Білок Е3 |
Блокада транспорту молекул МНС на поверхню клітини |
|
Цитокіни |
Вірус міксоми |
Гомолог рецеп тора для γ-ІНФ |
Зв’язування γ-ІНФ та запобігання його дії на клітини |
|
Вірус Епштейна-Барр |
Гомолог ІЛ-10 |
Пригнічення активності клітинного імунітету |
|
|
Комплемент |
Вірус простого герпесу 1 типу |
Глікопротеїни |
Зв’язування білків системи комоле менту |
|
Антитіла |
Цитомегаловірус |
Глікопротеїни з FcR-активністю |
Блокада противірусних антитіл через зв’язування Fc-фрагментів Ig G |
Імунопатологічні реакції є досить характерними для багатьох вірусних інфекцій. Крім того, що може відбуватися перехресне реагування противірусних антитіл із власними антигенами, віруси здатні змінювати білки макроорганізму та порушувати імунологічну толерантність. В деяких випадках, наприклад, при інфікуванні вірусом гепатиту В, аутоімунний механізм руйнування власних клітин стає визначальним та набуває неконтрольованого характеру. Це призводить до руйнування одночасно великої кількості, навіть неінфікованих, клітин і обумовлює розвиток, в даному випадку, хронічного активного гепатиту.
Пріонні інфекції. Особливий характер взаємодії між організмом та збудником інфекційного захворювання виникає, коли в ролі інфекційного агенту виступає білок – пріон (протеїн інфекційний). Він власно не є мікроорганізмом, але спричинює розвиток інфекційного процесу. Перші сенсаційні повідомлення про патогенність білків з’явилися ще у 1975 році, коли Gajdusek (Нобелевський лауреат 1976 року) довів, що збудник, якій несе відповідальність за розвиток неврологічного захворювання в канібалів Нової Гвінеї (хвороба куру) не відноситься ані до бактерій, ані до вірусів. На сьогодні доведено етіологічну роль білків як збудників захворювань у людей (хвороби Крейтцфельда-Якоба та Герстмана-Штрауслера), овець (скрепі) та корів (коров’ячий сказ). Патогенез пріонних захворювань є досить цікавим та незвичайним. Встановлено, що захворювання виникає внаслідок потрапляння до організму пріонного белку (PrPSc, молекулярна маса 33-35 кДа), який є аналогом нормального клітинного білка (PrPC). Основними шляхами інфікування слід вважати проникнення пріонів крізь кишечну стінку при поїданні м΄яса інфікованих тварин (доведено, що пріонні білки людини аналогічні пріонам тварин) та інфікування при трансплантації (ятрогенний шлях). Відрізняються ці протеїни (PrPSc та PrPC) переважно конформацією (певне співвідношення альфа-спіральних та бета-плоских структур). PrPC є звичайним компонентом мембран клітин нервової та імунної системи. Взаємодія трансформованого екзогенного пріонного білка спричинює перетворення нормального ендогенного білка, в результаті якої він набуває властивості екзогенного інфекційного протеїну, включаючи здатність до трансформації інших пріонних білків інфікованого організму. Накопичення трансформованих білків в клітині створює певні проблеми щодо їх утилізації (пріонні білки досить резистентні до дії протеїназ) і поступово в клітині утворюються білкові відкладення, що складаються із фрагментів пріонних білків. Ці відкладення є ні чим іншим як одним із варіантів амілоїду. Отже, саме амілоїдоз спричинює розвиток характерного нейродегенеративного процесу, що проявляється розвитком спонгіоформних губчастих енцефалопатій (хвороба Крейцфельда-Якоба та ін.). Зрозуміло, що цей процес може бути розтягнутий на десятки років (підтримання протягом певного часу балансу між накопичення пріонних білків та їх деградацією), що дозволяє віднести пріонні інфекції до повільних. Імуної відповіді при пріонних інфекціях майже не спостерігається, що обумовлено, з одного боку, толерантністю до власного пріонного білку (амінокислотна послідовність, а отже, антигенні властивості трансформованих протеїнів не відрізняються від нативних), а з іншого, відокремленістю патологічного процесу від імунної системи гематоенцефалічним бар’єром. Засоби профілактики пріонних інфекцій можуть бути пов΄язані з ранньою діагностикою та вибраковуванням інфікованих тварин або з обмеженням споживання м’яса та м’ясопродуктів. Лікування пріонних інфекцій практично не розроблено, прогноз дуже несприятливий – нейродегенеративний процес неминуче призводить до загибелі організму.
Інфекційний процес нерозривно пов’язаний з такими патологічними процесами як запалення та гарячка (див. розділи “Запалення”, “Гарячка”). Саме запалення як типовий патологічний процес еволюційно сформувалося в процесі налагодження механізмів захисту від інфекційних агентів. Удосконалення цих механізмів призвело до формування імунної системи, яка дозволяє специфічно, з мінімальною шкодою для клітин власного організму елімінувати збудника під час інфекційного процесу і запобігти в більшості випадків розвитку інфекційного захворювання. Якщо інфекційний агент виходить за межі певної тканини, місцева запальна реакція доповнюється активацією систем антимікробного захисту цілого організму. В першу чергу, це проявляється гарячкою, яка виникає у відповідь на дію певних речовин мікроорганізмів – екзогенних пірогенів. Розвиток інфекційного процесу веде до активації інших фізіологічних систем організму. Це торкається нейроендокринної системи, системи мікроциркуляції, сполучної тканини, зовнішнього дихання, гемостазу та ін. Активне функціонування зазначених систем під час інфекційного процесу, з одного боку, дозволяє організму мобілізувати додаткові механізми для боротьби із збудником інфекційного захворювання, а з іншої, може призвести до небажаних патологічних наслідків (шок, інсульт, синдром дисемінованого внутрішньосудинного згортання крові, синдром гострої легеневої, ниркової недостатності, тощо).
У зв’язку з удосконаленням методів мікробіологічних досліджень, вдалося довести патогенетичне значення бактерій, вірусів у розвитку найбільш розповсюджених неінфекційних соматичних захворювань. Наприклад, активно вивчається роль вірусів герпесу, цитомегаловірусу, Helicobacter pylorі та Chlamydia pneumonia в патогенезі атеросклерозу та ішемічної хвороби серця; вірусу Епштейна-Барр, HTLV-1, 2 та Papova вірусів – в патогенезі пухлин, Helicobacter pylorі – виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки. Це, з одного боку, значно збільшує медико-соціальне значення інфекційних захворювань, а з іншого, висуває ряд проблематичних питань, що торкаються демаркації соматичних і власно інфекційних захворювань.
1. Хворий скаржиться на зниження працездатності, слабість, озноб. Встановлено, що в родині двоє хворіють на грип. Про яку стадію захворювання можна думати?
2. При сказі й епідемічному менінгіті спостерігаються ознаки ураження центральної нервової системи. Але при менінгіті, крім ураження нервової системи, спостерігається також геморагічний синдром, ураження суглобів. Чим можна пояснити, що при сказі прояви хвороби обмежуються тільки ураженням нервової системи?
3. Інфекційний процес, викликаний стафілококом, може бути у формі бактеріоносійства, ангіни, сепсису, фурункульозу. Чим можна пояснити таку варіабельність клінічних проявів, викликаних тим самим збудником?
4. Хворим на ботулізм і дифтерію для лікування вводять полівалентну антитоксичну сироватку. При дифтерії терапія сироваткою поєднується з антибіотикотерапією. При ботулізмі антибіотик не призначають, що пояснюється:
5. У жінки, хворої на грип, відзначається підвищення температури тіла до 37,80С, слабість, головний біль, біль у м'язах. Підвищення температури тіла має позитивне значення для перебігу хвороби внаслідок:
6. При ботулізмі, правці, дифтерії клінічні прояви хвороби мають більш специфічні прояви, ніж при черевному тифі, паратифі, грипі. Чим це можна пояснити?
7. Жінка надійшла до клініки з діагнозом правець. Специфічне лікування буде полягати в призначенні їй:
8. Незважаючи на те, що збудники правця й ботулізму поширені в навколишньому середовищі, надходження їх в організм не загрожує захворюванням через:
Основна:
Додаткова: