Адгезия, колонизация, инвазия
Для воспроизведения себе подобных, патогенным микроорганизмам необходимы не просто любые виды организмов, но адекватные для каждого вида. Например, известны случаи видовой невосприимчивости теплокровных к определенным патогенным микробам в естественных условиях, например, корь - характерна для людей, холера кур не вызывает заболеваний у людей, гонорея специфична для людей и приматов. Адаптационно многие виды микроорганизмов закрепились за определенными видами теплокровных: есть микробы, патогенные только в отношении людей (дифтерия) или - в отношении животных (чума собак и пр.). Некоторые поражают и людей и животных (сибирская язва), птиц и людей (орнитоз), грызунов - животных - людей (лептоспироз). Но микробам необходимо преодолеть естественную сопротивляемость «адекватного» организма. Для этого, каждый вид микробов имеет определенный набор факторов агрессии и факторов защиты, подавляющих или препятствующих проявлению активности системы резистентности организма.
В механизме вовлечения организма в патологический процесс прослеживаются этапы:
1. Адгезия. Первым этапом проявления микроорганизмами патогенности является необходимость их прикрепления через рецепторы к определенным эпитопам клеток тканей организма и колонизация. Приближение к клетке, имеющей соответствующие рецепторы, осуществляется с помощью хемотаксиса или жгутиков. Приблизившись, патогенные микробы вырабатывают ферменты (протеаза, лецитиназа и пр.) для разрушения слизи, прикрывающей рецепторы на эпитопах эпителиальных клеток, с которыми должны взаимодействовать микробы. Некоторые виды бактерий (Helicobacer pylori) могут активно внедряться в слизистый слой и колонизировать даже эпителий желудка.
С помощью факторов адгезии и колонизации микробы распознают рецепторы клеток и прикрепляются через них к мембране клеток тканей посредством определенных структур - фимбрий, белков наружной мембраны и пр. Спектр бактериальных адгезинов обширен даже внутри одного вида микробов. Прикрепившись к клеткам, микробы поступают согласно своим свойствам: или проникают внутрь клетки или остаются прикрепленными к ней. Иначе реализация патологии невозможна.
2. Колонизация- означает последующее размножение бактерий в зонах инфицирования. Чтобы добиться этого они преодолевают антибактериальные факторы секретов мукойдного тракта, для обеспечения возможности роста и размножения.
Адгезия создает предпосылки для размножения бактерий, но они должны еще выстоять против многочисленных биостатных и биоцидных факторов организма. Многие бактерии нейтрализуют лизоцим, выделяют протеазу для нейтрализации IgA-антител, конкурируют с лактоферрином за ионы железа. Удивительную стойкость проявляет, например, Helicobacter pylori, активно персистируя в слизи желудка, благодаря высокой уреазной активности. Этот фермент (уреаза) позволяет ему нейтрализовать вокруг себя кислую среду слизи желудка.
3. Инвазия. Проникновение микробов внутрь клеток тканей и органов человека, осуществляют факторы патогенности, а процесс проникновения называется инвазией. Для этого микробы должны подавлять биологическую активность клеток организма, с помощью ферментов и белков, что способствует не только проникновению внутрь клетки или органа, но и дальнейшему росту и размножению микроорганизмов.
Разные бактерии по разному решают эту проблему. Например, микробы-оппортунисты не способны к обильной колонизации и активной пенетрации. Для этого они используют поврежденный эпителий и ткани (травмы и травматические врачебные процедуры). Это единственный для них способ преодоления, например, кожных покровов. Проникнув под покров эпителия, микроорганизмы встречают еще более мощное сопротивление со стороны факторов иммунитета - фагоциты, антитела и др. Бактерии оказывают сопротивление на всех этапах фагоцитоза: продуцируя лейкоцидины, фосфолипазы и пр. - для уничтожения фагоцитов; капсулы и белок А - для препятствия фагоцитозу. Микроорганизмы способны преодолевать антимикробный арсенал и даже возбуждать запрограммированную смерть фагоцитов (явление апоптоза). Внутри фагоцитов многие микроорганизмы могут активно сопротивляться:инактивируя метаболиты кислорода, препятствуя слиянию между собой мезосомы и лизосомы, что делает фагоцитоз незавершенным. Некоторые бактерии и грибы используют фагоциты как экологическую нишу, из которой они угрожают организму.
4. Для дальнейшего распространения микроорганизмов по тканям и органам нужны наборы факторов, защищающих микробы и подавляющих активность тканей и ферментов организма. Это факторы защиты и агрессии. Факторы защиты: препятствующие фагоцитозу (капсула, белки, протеин А, М-белок, F1- фракция, пептидогликан, тейхоевые кислоты и пр.) Факторы агрессии и распространения: подавляют фагоцитоз (незавершенность фагоцитоза, V-, W- факторы, аминопептидаза и пр.), расплавляют ткани (гиалуронидаза, птомаины, нейраминидаза и пр.), вызывают разрушения и пирогенное действие (экзотоксины, гистамины, серотонин, лейкотриены и пр.), повреждают клетки и жизненно важные процессы в клетках организма (экзотоксин, гемолизин, лейкоцидины и пр.). Колонизация бактериями тканей и органов - это начало проявления инфекции.
Глава 11. Общая и инфекционная иммунология
Иммунология - одна из наиболее мощно развивающихся наук. Между определением иммунитета в 40-е годы прошлого столетия как «невосприимчивости организма к инфекции» и современными формулировками и подходами к решению проблем, кроются результаты бурного прогресса в иммунологии, генетике, биохимии и др. современных науках.