Поликлональная стимуляция и пролиферация в–лимфоцитов, синтез Ig m;
реализация противоопухолевого иммунитета (секреция ФНО);
активация противовирусной защиты.
При поступлении в кровь больших доз эндотоксина развивается инфекционно-токсический шок (ИТШ) — выраженная системная реакция организма в результате воздействия эндотоксинов и бактериальных продуктов на клеточные мембраны, компоненты свертывания крови и комплемент. Грам- флора чаще вызывает ИТШ (в 70% случаев), он протекает тяжелее, летальность выше (60–90% при Грам- этиологии и 30–40% при Грам+).
ИТШ развивается на фоне нарастания интоксикации: у больного наблюдается слабость, одышка, тахикардия, гипотония, озноб, за которым следует резкий подъем температуры, часто наблюдается тошнота, рвота, диарея, состояние прострации. ИТШ проявляется нарушением микроциркуляции, внутрисосудистым свертыванием крови, некрозами тканей. Он часто завершается сепсисом с летальным исходом.
Симптомы ИТШ могут появляться или усиливаться после применения бактерицидных антибиотиков, что связано с интенсивным бактериолизом и выбросом эндотоксинов (реакция обострения Герксгеймера-Яриша-Лукашевича или реакция бактериолиза). Это подтверждает участие в патогенезе шока продуктов распада бактериальных клеток. Поэтому при высоком риске участия Грам- бактерий в качестве этиологического фактора и при угрозе развития ИТШ, предпочтение должно бактериостатическим антибиотикам.
Эндотоксиновый шок наиболее демонстративен при менингококковой инфекции. Среди представителей нормальной микрофлоры основным носителем эндотоксина являются Грам- микроорганизмы семейства Bacteroidaceae. Данная реакция встречается также при инфекциях, протекающих без явлений шока. Напр., при лечении вторичного свежего сифилиса после первых инъекций пенициллина у больных отмечается повышение температуры тела и усиление воспаления в области сифилид — розеолы приобретают более насыщенный розово-красный цвет. Это связано с интенсивным лизисом бледной спирохеты и усилением иммунных реакций на продукты распада.
Патогенетические мехнизмы ИТШ.
1. Активация комплемента способствует повышению количества серотонина и кининов в крови, в результате наблюдаетсягипотония. Фактор комплемента С2 обладает кининовой активностью иувеличивает проницаемость сосудов.Фрагменты комплемента С3а, С4а и С5а (анафилотоксины) стимулируют высвобождение гистамина из тучных клеток и базофилов, вызываютсокращение гладких мышциувеличивают проницаемость сосудов.Фрагмент С5а, взаимодействуя со специфическими высокоаффинными рецепторами тромбоцитов, вызываетагрегацию клеток,а с рецепторами гранулоцитов— хемотаксис, усиление прилипания и активацию клеток.Активированные нейтрофилы высвобождают метаболиты арахидоновой кислоты, бескислородные радикалы и лизосомальные ферменты, индуцирующиевоспаление тканей и увеличивающие проницаемость капилляров.
2. Выделение эндогенных цитокинов,мишенями для которых являются лейкоциты, эндотелий и сердце. Медиаторы воспаления и эндогенные цитокиныснижают тонус сосудов, кровь скапливается в капиллярах, белки плазмы пропотевают в интерстициальную жидкость.
3. Образование нитратов. При воспалительной реакции в организме ключевую роль в образовании нитратов играют макрофаги. Фермент макрофагов NO–синтаза превращает аргинин в NO, из которого затем могут образовываться нитриты и нитраты. При активации макрофаги усиливают синтез NО–синтазы. Главная функция NO состоит в обеспечении цитотоксического действия макрофагов. Выделяясь из макрофагов, NO быстро проникает в бактерии и клетка погибает. Кроме того, NO снижает активность пограничных воспалительных клеток и улучшает местное кровообращение.
NO связывается с кислородом и образует высокотоксичные пироксинитриты, повреждающие белки и липиды клеточных мембран, сосудистый эндотелий, вызывающие ишемические и язвенные поражения органов.
4. Переключение в пораженных областях аэробных энергетических путей на анаэробный гликолиззначительно увеличивает потребление глюкозыпри одновременном уменьшении выхода АТФ.
5. Снижениесинтеза белков,особенно имеющих короткое время полужизни, напр., факторов свертывания. Таким образом,увеличивается время свертывания крови.
6. Начинается выход калия из клеток.Метаболический ацидозвозникает в результате увеличенной продукции лактата, пирувата,–кетоглутарата и кетоновых тел. Ацидоз частично компенсируетсяусиленным дыханием.
7. Повышение концентрации Н+ в плазме,в результате чего снижается чувствительность прекапиллярных сфинктеров,возникают отеки, повышается выброс катехоламинов, активируется свертывающая система.Длительное действие этих факторов ведет к дилатации сердца, развитию сердечной недостаточности и уменьшению МОК.
8. Уменьшается давление гломерулярной фильтрации,в результате развиваетсяолигурия или анурия.Сужение почечных сосудов сохраняется долгое время после нормализации давления крови. Ишемия вызывает прогрессирующий некроз канальцев. Признакомпочечной недостаточностиявляется увеличение содержания мочевины и креатинина.
9. Развитие гиповолемии.
На начальном этапе развития ИТШпод воздействием эндотоксинов расширяются стенки мелких сосудов, повышается сосудистая проницаемость. В результате, несмотря на отсутствие абсолютного дефицита объема, венозный возврат к сердцу уменьшается (относительная гиповолемия). В ответ на это происходит рефлекторное симпатическое сужение вен. Но активное сужение вен эффективно уменьшает венозное кровенаполнение только в том случае, если вены хорошо наполнены и растянуты. Если же давление в венах низкое, даже сильные сокращения гладкой мышцы вен оказывают только незначительное влияние на количество крови в них. В результате снижения венозного возврата повышается активность симпатической нервной системы, что ведет к сокращению капиллярных сфинктеров. В результате кровоснабжение тканей становится недостаточным, ЧСС увеличивается, общее периферическое сопротивление уменьшается иснижается АД.
По мере дальнейшего развития шокапроисходит формирование рокового порочного круга. Прекапиллярные артериальные сфинктеры более чувствительны к токсическим влияниям, поэтому их спазм быстро сменяется парезом. Посткапиллярные венулярные сфинктеры более устойчивы к метаболическим нарушениям и длительное время остаются в состоянии тонического напряжения. Кровь, притекающая в капиллярное русло депонируется, нарастает тканевая гипоксия, усугубляется метаболический ацидоз, пропотевает плазма с нарастающей компрессией капилляров, что наряду с застоем крови в венозном русле, способствует дальнейшему уменьшению венозного возврата и увеличению относительной гиповолемии.
В результате возникает следующая причинно-следственная связь: стаз в капиллярах —висцеральный застой—уход воды—повышение вязкости крови—агрегация красных и белых кровяных телец, образование красного и белого тромба—истощение факторов свертывания и тромбоцитов вследствие диссеминированного внутрисосудистого свертывания—возникновение коагулопатии с повышенной предрасположенностью к кровотечению.
Патогенетические стадии ИТШ.
Стадия компенсации.Компенсаторные реакции на поддержание АД и восполнение ОЦК. Выброс катехоламинов, вызывающих спазм прекапиллярных сфинктеров. Открываются прямые артериовенозные шунты.
Стадия субкомпенсации.Начальный спазм капилляров сменяется парезом и застоем крови в микроциркуляторном русле. Развивается циркуляторная недостаточность. Компенсаторная тахикардия. Снижается венозный возврат к сердцу и сердечный выброс. При уменьшении венозного возврата на 25–30% начинается декомпенсация со снижением АД и нарушением кровоснабжения жизненно важных органов. Нарастает метаболический ацидоз, тахипное.
Стадия декомпенсации характеризуется присоединением ДВС–синдрома, развитием тканевой гипоксии и изменений в шоковых органах.
В нормальных условиях кровь имеет характер стабильной суспензии. Предвестником ДВС синдрома является сладж феномен(англ. sludge—густая грязь, тина)—изменение реологических свойств крови, характеризующееся прилипанием друг к другу эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов и повышением вязкости крови, что затрудняет ее перфузию через микрососуды. Сладж может быть обратимым (только при агрегации эритроцитов) и необратимым (при агглютинации эритроцитов).
Ферменты обмена веществ и ферменты-токсины (плазмокоагулаза, коллагеназа, фибринолизин, лецитиназа, гемолизины, ДНК–аза) необходимы микроорганизмам для удовлетворения пищевых потребностей. С помощью ферментов микроорганизмы расщепляют субстраты, входящие в состав мембран клеток макроорганизма. В результате клетки подвергаются деструкции и погибают. Кроме этого, образуются продукты ферментации, обладающие токсическим действием (мочевина, сероводород, амины). Характеристика ферментов:
1. Имеют белковую природу, вырабатываются живыми клетками, способны действовать, после выделения из клетки.
2. Высокая специфичность действия.
3. Один фермент может катализировать распад и синтез субстрата. Направление процесса определяется концентрацией исходных и конечных продуктов превращения.
4. Термолабильны.
Сидерофорная система обеспечивает бактериальные клетки железом. Бактерии, как и макроорганизмы, нуждаются в ионах железа для метаболизма и роста. Бактериальные клетки быстро реагируют на изменение концентрации железа в среде: запасают его при избытке металла в среде и используют в периоды голодания по железу.
В организме человека железо депонируется в биологических жидкостях и тканях. Однако это железо недоступно бактериям, так как связано с гемоглобином в эритроцитах, с трансферрином в плазме, с лактоферрином в секретах.
Для связывания с железосодержащими белками некоторые бактерии образуют рецепторные структуры (трансферринсвязывающий мембранный белок нейссерий). Благодаря этому связыванию железо становится доступным для роста бактерий.
Другие бактерии при отсутствии железа синтезируют сидерофоры —низкомолекулярные органические соединения, обладающие высоким сродством к железу, и поверхностные рецепторы белковой природы, распознающие связанное железо. Константа связывания сидерофоров с ионами железа настолько высока, что позволяет отбивать ионы железа от трансферрина и лактоферрина.
Секреторные системы
В период пребывания микроорганизмов во внешней среде факторы патогенности не экспрессируются. Экспрессия вирулентности происходит только в адекватных условиях, т. е. при попадании во внутреннюю среду хозяина. Быстрая адаптация к меняющимся условиям обитания требует тонких механизмов регуляции:
распознавания условий окружающей среды;
передачи сигнала от рецепторных структур к геному;
синтеза фактора вирулентности;
экспорта синтезированного белка.
Распознавание является специфичным процессом. Передача информации к геному осуществляется с помощью универсального механизма — двухкомпонентной системы передачи сигнала. Для микроорганизма сигналом того, что он попал во внутреннюю среду хозяина, может быть изменение температуры, снижение концентрации ионов кальция, контакт с мембраной эпителиальной клетки (лиганд-рецепторное взаимодействие). Связывание бактериального рецептора с соответствующей структурой эпителия служит сигналом для начала ряда процессов, как в клетке микроорганизма, так и в клетке хозяина. Последовательность событий, происходящих в бактериальной клетке, приведена на рис. 81.
Рис. 81. Двухкомпонентная система передачи сигнала
и три основные системы секреции протеинов у микроорганизмов
С бактериальным рецептором непосредственно связана сенсорная киназа (гистидин-протеинкиназа, ГПК). После связывания рецептора с внешним стимулом в нем происходят конформационные изменения. Они служат сигналом для присоединения к сенсорной киназе в результате аутокаталитического процесса молекулы фосфорной кислоты. Так возникает активированная форма ГПК. Объектом воздействия активированной ГПК является белок-регулятор биологического ответа, который состоит из регуляторного домена и ДНК–связывающего домена. Активированная ГПК осуществляет перенос молекулы фосфорной кислоты на регуляторный домен белка-регулятора, в результате чего активируется регуляторная функция ДНК–связывающего домена, начинается транскрипция гена и синтез соответствующего белка. Таким образом, двухкомпонентная система передачи сигнала предполагает последовательную активацию сенсорной киназы и белка-регулятора биологического ответа.
Двухкомпонентная система передачи сигнала не является единственным механизмом адаптации микроорганизмов к условиям окружающей среды, но она входит в состав широкого круга систем вирулентности. Описано более 100 вариантов систем различной специфичности, участвующих в экспрессии факторов вирулентности.
Одним из универсальных регуляторов транскрипции генов вирулентности является механизм чувства кворума: активации транскрипции специфических генов происходит при достижении порогового уровня связывания белка-активатора транскрипции с низкомолекулярным аутоиндуктором. Описанный механизм опосредует давно известный феномен большей скорости роста культур микроорганизмов при больших величинах посевной дозы. Есть данные об участии этого механизма в регуляции экспрессии детерминант вирулентности P. aeruginosa.
У Грам- бактерий наружная мембрана является практически непреодолимым препятствием для пассивной диффузии факторов вирулентности из ЦП бактерии в ЦП клетки хозяина. Транспорт экзогенных веществ из ЦП может осуществляться двумя путями:
экспортом через ЦПМ в периплазматическое пространство,
секрецией через внутреннюю и наружную мембраны.
У Грам- бактерий описаны 4 типа секреторных систем, осуществляющих транслокацию молекул факторов патогенности из ЦП через мембрану бактериальной клетки и доставляющих их внутрь эукариотической клетки с участием АТФ–гидролаз (табл. 43).
Таблица 43
- Общая медицинская микробиология
- Общая медицинская микробиология
- Список сокращений
- Этапы развития микробиологии
- Особенности микроорганизмов
- Систематика бактерий
- 4. Смешанный подход.
- Отличия прокариотов и эукариротов
- Таксоны, применяемые в бактериологии:
- Подвидовые таксоны:
- Клон (греч. Klon — росток) — генетически однородная чистая культура микроорганизмов, полученная из одной материнской клетки.
- Номенклатура бактерий
- Морфология бактерий
- Мелкие и средние длиной 2–5 мкм, толщиной 0,4–0,8 мкм; — энтеробактерии;
- Длинные палочки длиной до 10 мкм, толщиной 0,5–2 мкм — бациллы;
- Бактерии — не образуют спор; необходимо иметь в виду, что термин «бактерия» часто используют для обозначения всех микроорганизмов-прокариот;
- Бациллы — спорообразующие аэробы; диаметр эндоспоры обычно не превышает ширины клетки;
- Клостридии — спорообразующие анаэробы; диаметр споры больше поперечника вегетативной клетки, в связи с этим клетка напоминает веретено или теннисную ракетку.
- Структура бактериальной клетки
- Обязательными органеллами бактериальной клетки являются нуклеоид, цпм, мезосомы, цп, рибосомы.
- Политрихи — много жгутиков:
- Клеточная стенка (кс)
- Формы бактерий с дефектом кс
- Запасные вещества прокариот
- 7.12. Эндоспоры
- Терморезистентность эндоспор обусловлена:
- Практически полным отсутствием свободной воды;
- Большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты, которая не встречается у вегетативных клеток;
- Особым строением белка;
- Стадии спорообразования (споруляции):
- Стадии прорастания споры:
- Систематическое положение спирохет
- Морфология спирохет.
- Отличительные признаки патогенных спирохет
- Характеристика трепонематозов
- Боррелии
- Фиксированные препараты окрашивают по Романовскому-Гимзе или фуксином. Боррелии при окраске по Романовскому-Гимзе —фиолетовые, фуксином — розовые (рис. 45б).
- Лептоспиры
- Актиномицеты
- Систематическое положение актиномицетов
- 5) Актиномикоз цнс.
- Риккетсии
- Риккетсии названы в честь американского микробиолога х. Риккетса, открывшего возбудителя одного из риккетсиозов — пятнистой лихорадки скалистых гор и погибшего от этой инфекции (1909).
- Систематическое положение риккетсий
- Характеристика риккетсиозов
- Хламидии
- Систематическое положение хламидий
- Хламидии — мелкие коккобактерии, диаметром 250-300 нм, имеющие маленький геном — кольцевую днк, кодирующую синтез 500 белков.
- Хламидии сохраняют жизнеспособность во внешней среде при низких температурах, быстро погибают при воздействии высоких температур, при действии дезинфектантов.
- Тропны к цилиндрическому эпителию;
- Дифференциация родов семейства Chlamydiaceae
- Роль хламидий в патологии
- Микоплазмы
- Систематическое положение микоплазм
- Отличия микоплазм от других прокариот:
- Малый размер генома, наименьший у прокариотов (1/16 генома e. Coli, 1/10 генома риккетсий);
- Роль микоплазм в патологии
- Сравнительная характеристика спирохет, актиномицетов, риккетсий, хламидий, микоплазм
- Обмен веществ и энергии (метаболизм) у прокариотов
- Химическая структура и питательные потребности бактерий
- Питание микроорганизмов
- Конструктивный метаболизм
- Пути получения энергии у прокариотов
- Классификация бактерий по особенностям энергетического метаболизма
- Сравнительная эффективность различных способов получения энергии у гетеротрофов
- Энергетический метаболизм
- Классификация бактерий по отношению к кислороду воздуха
- Метаболическое направление эволюции микроорганизмов
- Рост и размножение микроорганизмов Рост микроорганизмов
- Размножение микроорганизмов
- Способы размножения микроорганизмов
- II. Бесполые способы размножения.
- Покоящиеся формы микроорганизмов
- Противомиробные мероприятия
- Стерилизация
- Резистентность эндоспор и вегетативных клеток
- Способы стерилизации
- Наиболее часто используемые режимы стерилизации паром под давлением
- Режимы стерилизации сухим жаром
- Стерилизации инструментов и изделий медицинского назначения
- Факторы, определяющие эффективность стерилизации
- Виды контроля стерилизации в лпу
- Максимальные сроки сохранения стерильности объектов в зависимости от вида упаковки
- Дезинфекция
- Способы дезинфекции
- Спектр антимикробной активности веществ, входящих в состав дезинфектантов
- Корреляция классификации медицинских инструментов с уровнем дезинфекции
- Характеристика дезинфектантов
- Условия химической инактивации некоторых микроорганизмов
- Антисептика
- Способы антисептики
- Препараты нпо «БелАсептика», зарегистрированные мз рб и рекомендованные к применению
- Асептика
- Методы асептики
- Противомикробный режим
- Генетика бактерий
- Наследственность бактерий
- Генетический аппарат бактерий
- Нуклеоид
- 3. Эволюция организмов происходит благодаря мутациям и генетическим рекомбинациям.
- Плазмиды
- Мобильные (мигрирующие) генетические элементы
- Сравнительная характеристика внехромосомных факторов наследственности
- Характеристики геномов некоторых бактерий
- Изменчивость бактерий
- Сравнительная характеристика изменчивости
- Мутации
- Классификации мутаций
- I. По происхождению.
- II. По проявлению мутации в фенотипе.
- 1. Проявленные (доминантные).
- III. По направленности действия.
- IV. По фенотипическим последствиям для мутировавшей клетки.
- V. По характеру изменений в первичной структуре днк.
- I. Репарации.
- Генетические рекомбинации
- Фенотипическая изменчивость
- Практическое использование изменчивости
- Медицинская биотехнология и генная инженерия
- Геномика
- Учение об инфекционном процессе Инфекционные заболевания в патологии человека
- Инфекционный процесс и факторы, влияющие на него
- III. Условия (факторы) внешней среды, в которых взаимодействуют макро- и микроорганизм.
- Классификации инфекционных заболеваний
- Кровяные инфекции: вирусные гепатиты в и с;
- Респираторные инфекции: дифтерия, корь, коклюш, менингококковая инфекция, скарлатина;
- Инфекции наружных покровов: сифилис, гонорея, хламидиоз;
- «Вертикальные» инфекции: вирусный гепатит в, вич–инфекция;
- Характеристика механизмов и путей передачи инфекции
- Генерализованная (общая) — микроорганизм распространяется (диссеминирует) из ворот инфекции лимфогенным, гематогенным путем или по отросткам нейронов:
- Спорадическая заболеваемость — отдельные случаи одной нозологической формы, эпидемически не связанные между собой;
- Эпидемии: лавинообразное нарастание заболеваемости, случаи эпидемически связаны между собой;
- Пандемии: эпидемия, охватывающая несколько стран, целый континент, всю человеческую популяцию;
- Периоды инфекционного заболевания
- Характеристика периодов инфекционного заболевания
- Патогенность
- Потенциальность — может реализоваться при определенных условиях:
- Вирулентность
- Определение вирулентности Качественное определение вирулентности проводится прямым (биопроба) или косвенным (наличие ферментов вирулентности) способами.
- Факторы патогенности
- Колонизацию — размножение бактерий на поверхности клеток макроорганизма;
- Инвазию — проникновение бактерий через слизистые и соединительнотканные барьеры макроорганизма в подлежащие ткани;
- Переход возбудителя к другому хозяину.
- У Грам- бактерий — пили I и общего типов;
- Капсульные полисахариды клебсиелл, поверхностные белки, липополисахариды;
- Гемагглютинины вирусов.
- Фибринолизины (стрептокиназа и стафилококкокиназа) растворяют сгусток фибрина, ограничивающий местный очаг воспаления, что позволяет бактериям быстро распространяться в органы и ткани;
- Ферменты агрессии микрорганизмов:
- ДнКаза — деполимеризует днк;
- 6. Другие:
- Характеристика бактериальных токсинов
- Сравнительная характеристика бактериальных экзотоксинов и эндотоксинов
- Активация комплемента по альтернативному пути;
- Поликлональная стимуляция и пролиферация в–лимфоцитов, синтез Ig m;
- Системы секреции факторов патогенности у Грам- бактерий
- Генетический контроль факторов патогенности
- Синдром системного воспалительного ответа
- Химиотерапия инфекционных заболеваний Этапы становления химиотерапии
- Классификация антимикробных средств
- Группы химиопрепаратов
- 1. По антимикробному спектру действия:
- 2. По происхождению:
- 3. По типу действия:
- 4. По направленности действия:
- 5. По химическому строению:
- Классификация и спектр активности пенициллинов
- Классификация и спектр активности цефалоспоринов
- Классификация и спектр активности аминогликозидов
- Классификация макролидов
- Классификация фторхинолонов
- Классификация антибиотиков по механизму действия
- Антибиотикорезистентность, ассоциированная с модификацией мишени
- 5. Снижение физиологической роли мишени и формирование метаболического «шунта».
- 7. Модификация структуры молекулы антибиотика, приводящая к утрате биологической активности.
- Наиболее частые механизмы резистентности бактерий к антибиотикам
- Побочные действия антибиотиков
- 5. Влияние на иммунный ответ.
- 6. Возникновение антибиотикорезистентных форм микроорганизмов:
- Операции и состояния, при которых целесообразна антибиотикопрофилактика
- Бактерии, проявляющие резистентность к антибиотикам
- Экологическая микробиология Экология микроорганизмов
- Время возникновения живых существ
- Экологическое направление эволюции микроорганизмов
- Экологические понятия
- Концепция микробной доминанты
- Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе
- Микробиологические аспекты охраны окружающей среды
- Экологические связи
- Экологические факторы абиотической среды
- Действие на микроорганизмы физических факторов внешней среды
- Действие на микроорганизмы химических факторов внешней среды
- Экологические среды микроорганизмов
- Бактериологические показатели, рекомендуемые для санитарно-гигиенической оценки воздуха лпу
- Эумикробиоз и дисбиоз
- Наличие/отсутствие микроорганизмов в биотопах тела человека
- Биотопы, имеющие постоянную микрофлору
- Значение нормальной микрофлоры
- Эубиоз различных биотопов организма человека
- Показатели, характеризующие эубиоз кишечника
- Показатели, характеризующие степень чистоты влагалища
- Дисбиоз (дисмикробиоз)
- Причины дисбиоза:
- Классификации дисбиозов:
- Дисбиоз полости рта
- Дисбиоз кишечника
- Принципы коррекции дисбиоза
- 1. Устранение причины, вызвавшей дисбиоз.
- Основные группы пробиотиков на основе компонентов микроорганизмных клеток или метаболитов
- Бактериофаги, используемые для коррекции дисбиоза кишечника
- Профилактика дисбиоза
- Методы изучения нормальной микрофлоры
- Литература
- Оглавление