2. Загальні відомості про інфекцію та імунітет

Інфекція - це сукупність біологічних процесів, що виникають в організмі людини або тварини (макроорганізми) при проникненні в нього патогенних мікроорга­нізмів. Інфекційний процес як результат взаємодії мікро- та макро­організму може виявлятися по-різному і залежить від виду, ступеня вірулентності та кількості мікробів, що проникли в організм, а також стану захисних сил макроорганізму. При зниженому опорі макроор­ганізму та вираженій вірулентності патогенних мікроорганізмів роз­вивається інфекційне захворювання.

Багатьма інфекційними захворюваннями хворіють тільки люди. Такі інфекції називають аншропонозами (від грецького "антропос" -людина і "нозос" - хвороба). До них відносять, такі кишкові інфекції, як: дизентерія, холера, черевний тиф та інші; джерелом зараження при цьому є людина.

Інфекційні захворювання, якими хворіють люди та тварини, позначають терміном зоонози. До них відносять бруцельоз, ящур, сальмонельози та ін. Джерелом зараження, як правило, при цьому є тварина.

У природі досить часто виникає форма взаємодії мікро- та макроорганізмів, що має назву бактеріоносійство. Це так звана "прихована інфекція", яка зовнішньо у людини та тварини не виявляється, але супроводжується присутністю в організмі пато­генних мікроорганізмів, що розмножуються в ньому і виділяються у навколишнє середовище. Бактеріоносійство обумовлене зниженим опором організму та низькою вірулентністю мікроорганізму.

Джерелами інфекції можуть бути хворі люди, тварини та бактеріоносії, які виділяють у навколишнє середовище патогенні мікроорганізми. Другою необхідною умовою виникнення інфек­ційних захворювань є наявність у навколишньому середовищі певних факторів, за участю яких проходить передача інфекції. Елементи зовнішнього середовища, через які здійснюється передача патогенних мікроорганізмів від ураженого організму до здорового, мають назву факторів (або шляхів) передачі інфекції.

До них належить вода (водний шлях), грунт (ґрунтовий шлях), повітря (повітряно-крапельний шлях), предмети побуту, обладнання, посуд (контактно-побутовий шлях), харчові продукти (харчовий шлях), а також гризуни та комахи (трансмісивний шлях). У навколиш­ньому середовищі патогенні мікроорганізми можуть зберігати життє­здатність певний для кожного виду час залежно від умов середовища. Найбільш небезпечні водний та харчовий фактори передачі, оскільки в цих середовищах патогенні мікроорганізми можуть розмножуватись та накопичуватись.

Обов'язковою третьою умовою, яка впливає на розвиток інфекційних захворювань, є схильність людей до цього захворювання. Основну роль у ній відіграють механізми імунітету, тобто захисні реакції організму.

При інфекційному процесі ознаки захворювання виявляються через деякий проміжок часу, що має назву інкубаційного. В цей період відбувається накопичення мікроорганізмів та їх токсинів у кількостях, що здатні викликати клінічні прояви захворювання, та формується відповідна реакція організму. Його тривалість залежить переважно від фізіологічних особливостей патогенних мікробів. При інфекційних захворюваннях у більшості випадків інкубаційний період обчислюється кількома днями або кількома тижнями. При харчових отруєннях він складає зазвичай декілька годин, оскільки з недобро­якісними харчовими продуктами в організм водночас надходить велика маса збудників захворювання або їх токсинів.

Імунітет. Взаємодія патогенних мікроорганізмів з живими організмами - рослинами, тваринами та людьми визначається як хвороботворною дією мікроба на організм, так і захисними реакціями організму на проникнення патогенних мікробів та продуктів їхньої життєдіяльності.

Під терміном "імунітет" мають на увазі нечутливість організму до чужорідних агентів, в тому числі і до патогенних мікроорганізмів.

Захисні фактори організму проти інфекційних агентів та інших чужорідних (генетично гетерогенних) речовин поділяють на три групи: неспецифічну резистентність, природжений та набутий імунітети.

Неспецифічна резистентність (стійкість) є захистом орга­нізму від мікробів незалежно від їхньої видової належності. Вона обумовлена комплексом механічних та фізіологічних реакцій макроорганізму, що направлені на забезпечення сталості внутріш­нього середовища організму та його захист від чужорідних агентів.

До факторів неспецифічної резистентності відносяться бар'єрна (механічна) захисна функція шкіри та слизових оболонок, бактерицидні речовини слини, сироватки крові та інших рідин організму, температурна та запальна реакції, видільна функція організму та ін. Вони знешкоджують чужорідні тіла та речовини за рахунок механічного та фізико-хімічного впливу. Встановлено, що чиста шкіра здорової людини згубно діє на ряд мікробів (стрептококи, сальмонели, кишкова паличка та ін.). В сльозовій рідині, мокроті, слині, крові, молоці та в ряді тканин і органів міститься антибіотична речовина лізоцим (фермент ацетилмурамідаза), яка знешкоджує мік­роорганізми. Виражену бактерицидну дію, особливо по відношенню до збудників кишкових інфекцій, має шлунковий сік (рН < 0,4-0,3).

Мікроби, які здолали бар'єр, створений шкірою та слизовими оболонками, затримуються та знешкоджуються лімфатичними вуз­лами, в яких розвивається запальна реакція, що згубно діє на пато­генні мікроорганізми.

Могутнім неспецифічним захисним фактором проти чужорідних тіл та речовин є фагоцитарна реакція. Фагоцитоз - це процес активного поглинання та перетравлювання клітинами організму живих та вбитих мікробів або інших чужорідних часток, що потрапи­ли до нього. Основоположником вчення про фагоцитоз був І. Мечни­ков. Клітини, що здатні до фагоцитозу, він назвав фагоцитами і поділив їх на мікрофаги (нейтрофіли, еозинофіли крові) та макрофаги (моноцити крові, клітини селезінки, лімфовузлів, печінки та ін.). Мікроорганізми, що поглинаються клітинами, перетравлюються ферментами фагоцитів і повністю руйнуються. Цей процес має назву завершений фагоцитоз.

Токсини патогенних мікроорганізмів призупиняють фагоцитоз. Наприклад, при деяких інфекціях має місце й незавершений фаго­цитоз: при цьому клітини поглинаються фагоцитами, але не гинуть (наприклад, при черевному тифі, бруцельозі та туберкульозі).

Разом із неспецифічною резистентністю на рівні клітин організм людини має також гуморальні фактори захисту, що утримуються у сироватці крові та інших рідинах організму. В сироватці крові до них відносять бактерицидну речовину білкової природи - комплемент, який має властивість розчиняти деякі мікроорганізми. Він містить лізин, лейкіни - термостабільні речовини, що виділяються з лейкоцитів та здатні знешкоджувати як грампозитивні, так і грам негативні бактерії та інші компоненти крові. Бактерицидні властивості мають складові частини сечі, екстракти з печінки, мозку та селезінки.

Певну роль у неспецифічній резистенції має нормальна мікрофлора тіла тварин і людей, деякі види якої є антагоністами патогенних мікробів.

Таким чином, сукупність анатомо-фізіологічних особливостей організму людини забезпечує неспецифічну видову стійкість до патогенних мікроорганізмів.

Вроджений видовий (спадковий) імунітет - це несприйнят­ливість до певних збудників захворювання, які вражають інші види живих організмів. Прикладом цього виду імунітету є несприйнятливість людей до деяких хвороб тварин (чума рогатої худоби, собак), а також несприйнятливість тварин до багатьох інфекцій людини (черевний тиф, дизентерія, холера та ін.).

Видовий імунітет є результатом тривалої еволюції. В основі механізму видового вродженого імунітету до інфекційних захворювань є відсутність в клітинах організму умов для розмноження певних збудників, а також здатність організму синтезу­вати речовини, які пригнічують життєдіяльність цих мікробів. Цей імунітет передається від одного покоління наступному.

Набутий імунітет формується в організмі як специфічний захист проти одного певного чужорідного агента, в тому числі патогенних мікроорганізмів або їх токсинів, набутий в результаті контакту організму з цим агентом. Набутий імунітет не є спадковим. Відповідно до механізму формування в організмі набутий імунітет поділяють на природний та штучний.

Набутий природний імунітет може бути активним, тобто формуватися в організмі після перенесеного захворювання або за прихованої інфекції (бактеріоносійство), і пасивним, тобто формуватися у новонароджених у період розвитку плоду в організмі матері та під час годування материнським молоком.

Набутий штучний імунітет створюється також шляхом активної та пасивної імунізації спеціальними препаратами - вакци­нами та імунними сироватками.

Початок вченню про набутий (інфекційний) імунітет було покладено роботами англійського лікаря Е. Дженнера (1749-1823), що вперше запропонував щеплення проти коров'ячої віспи. Надалі запобігання інфекційним хворобам шляхом введення ослаблених патогенних бактерій та їх токсинів за пропозицією Л. Пастера отримало назву вакцинація (від латинської "vacca" - корова) як дань поваги Е. Дженнеру. Завдяки роботам Л. Пастера в кінці XIX ст. вчення про імунітет отримало наукове обгрунтування.

Механізми набутого імунітету. Набутий імунітет - це імунний захист організму, який формується як відповідь на введення в організм генетично чужорідних речовин і характеризується визначеною специфічністю по відношенню до агентів, що його викликають.

Основою набутого імунітету є специфічна реакція антиген -антитіло.

Антигени. За Р. Петровим (1976) антигени (від грецької anti -проти, genes - рід) - це речовини, що за хімічною природою є біо­логічними об'єктами, генетично чужорідні, й при введенні в організм викликають розвиток специфічної імунологічної реакції. Термін антиген був введений в 1899 р. угорським дослідником Л. Дойчем. Антигени характеризуються двома основними функціональними властивостями в організмі:

• викликом активної імунної відповіді, в тому числі утворенням антитіл;

• здатністю вступати у взаємодію з відповідними антитілами і знешкоджуватися ними. Таким чином, реакція антиген - антитіло виключно специфічна.

До активних антигенів належать мікроорганізми та їх токсини. У мікробній клітині містяться різні антигени, що входять у структуру клітинної оболонки, джгутиків, капсул. Вони відрізняються за хімічним складом та імунологічною активністю. Клітинні або сома­тичні антигени - термостабільні складні комплекси, які складаються з полісахаридів або поліпептидів; джгутикові антигени - це термо­лабільний білок - флагелін, що руйнується за температури 60...80°С; капсульні антигени - полісахариди та поліпептиди; антигенні властивості мають токсини мікробів.

Антитіла - це неспецифічні білки - імуноглобуліни (у - глобуліни), які утворюються в організмі тварин та людей під впливом антигенів і містяться переважно у сироватці крові, а також у слині, сльозах, поті та ін. Це так званий гуморальний імунітет.

Всі імуноглобуліни мають подібну структуру, складаються з чотирьох поліпептидних зв'язків. Відрізняються один від одного послідовністю амінокислот і, отже, специфічністю дії на антигени, що викликали їх утворення.

Основна властивість антитіл - їх специфічність, тобто здатність реагувати тільки з тим антигеном, який викликав їх утворення. В результаті взаємодії антитіла з антигеном відбувається інактивація останнього.

Антиген і антитіло взаємодіють як молекули, не змінюючи своєї форми та структури. Спочатку відбувається взаємодія антитіл з антигенами, що розміщені на поверхні мікробних клітин (притягування антитіла до антигена відбувається електростатично, бо вони мають протилежні електричні заряди), а потім реалізується інактивація антигена. Реакції взаємодії антитіл з мікроорганізмами та іншими агентами проявляються по-різному залежно від природи антитіла.

Одна група антитіл з'єднавшись з клітинами мікроорганізмів викликає їх склеювання. Цей процес називається агглютинацією.

Друга група антитіл, з'єднавшись з розчинними білками мікроорганізмів спричинює їх осідання. Ця реакція називається преципітацією.

Третя група антитіл, з'єднавшись з клітинами мікроорганізмів викликає їх розчинення (лізис). Ця реакція називається бактеріолізом.

Антитіла з'являються в організмі через 5-6 днів після введення антигену, їхня кількість поступово зростає і сягає ефективної антимік­робної концентрації через 2-3 тижні.

Як вказано вище, сироватка тварин, які імунізовані ослабленими мікробами або їх токсинами, містить специфічні антитіла. Вона вико­ристовується з лікувальною та профілактичною метою для створення пасивної імунізації, тобто захисту від інфекції, яка викликається відповідними збудниками, тобто мікробами-антигенами.

За сучасними уявленнями фактори специфічного набутого імунітету формуються переважно в органах лімфоїдної системи. До них відносять кістковий мозок, вилочкову ендокринну залозу - тімус, селезінку, лімфатичні вузли, а також лімфоїдну тканину кровоносних судин.

Клітини організму, що здійснюють імунні реакції, називають імуноцшпами або імунокомпетентними клітинами. Основними іму-ноцитами є лімфоцити, що виробляються у кістковому мозку.

Лімфоцити поділяються за функціональним призначенням на Т-лімфоцити, які повинні "пізнавати" антиген і В-лімфоцити, які при зустрічі з антигеном стають основними продуцентами специфічних імуноглобулінів, які інактивують антиген.

У процесі імуногенезу беруть участь й інші клітини організму: еозинофіли, макрофаги та ін. Комплекс клітин, що забезпечують реакцію антиген - антитіло визначає так званий клітинний імунітет. Таким чином, основними механізмами специфічного набутого захисту від інфекції є складна взаємодія факторів клітинного та гуморального імунітетів.