Виды входных ворот инфекций

Микробы могут проникать в организм при вдыхании, фекально-оральным путем, при сексуальном контакте, укусах насекомых или животных либо инъекциях. Первой защитой от микробной инвазии являются неповрежденная кожа и слизистые оболочки, которые представляют собой физический барьер и продуцируют антимикробные вещества.

Инфекции дыхательной, пищеварительной и мочеполовой систем у здоровых людей вызываются микроорганизмами, обладающими относительно высокой вирулентностью и способными повреждать и пенетрировать интактные эпителиальные барьеры. Напротив, большинство кожных инфекций у здоровых людей вызывают низковирулентные организмы, попадающие в кожу через ее повреждения (раны и ожоги).

1. Кожа. Плотный, кератинизированный наружный слой кожи является естественным барьером для инфекций; низкий pH на поверхности кожи (5,5) и наличие пленки из жирных кислот тормозят рост микроорганизмов, за исключением представителей нормальной флоры.

Человеческая кожа обычно заселена разнообразными бактериями и грибами, в т.ч. потенциальными оппортунистическими агентами, такими как S. epidermidis и С. albicans. Обычно кожа является эффективным барьером, но некоторые типы грибов (дерматофиты) могут поражать роговой слой эпидермиса, волосы и ногти, а отдельные микроорганизмы способны преодолеть интактный кожный барьер.

Например, личинки шистосом, промежуточным организмом-хозяином для которых является пресноводная улитка, пенетрируют кожу посредством коллагеназ, эластаз и других ферментов, разрушающих ВКМ. Однако большинство микроорганизмов проникают через различные повреждения кожи, включая поверхностные царапины (грибы), порезы (стафилококки), ожоги (P. aeruginosa), диабетические и трофические язвы на ногах, вызванные венозной недостаточностью (разные микроорганизмы).

Применение внутривенных катетеров у госпитализированных пациентов ассоциируется с развитием местных или системных инфекций. Через нестерильные иглы пациент может получить инфицированную кровь и вместе с ней HBV, HCV или ВИЧ. Некоторые возбудители инфекций проникают через кожу при укусе насекомого или животного. Укусы блох, клещей, москитов, клопов и вшей повреждают кожу и делают возможным попадание в организм человека разных возбудителей, например арбовирусов (желтая лихорадка, энцефалиты), риккетсий (пятнистая лихорадка Скалистых гор), бактерий (чума, болезнь Лайма), простейших (малярия, лейшманиоз) и гельминтов (филяриатоз).

Укусы животных могут привести к инфицированию бактериями или определенными вирусами, например бешенства.

2. Желудочно-кишечный тракт. Большинство кишечных патогенов попадают в организм с пищей и водой, загрязненными фекалиями. Там, где не соблюдается гигиена, желудочно-кишечные инфекции становятся неуправляемыми.

Кислая среда желудка — важный фактор защиты ЖКТ от многих кишечных патогенов. Здоровые добровольцы не инфицировались холерой, пока количество V. cholerae не достигало 1011 вибрионов, в то время как у добровольцев, получивших одновременно бикарбонат натрия и V. cholerae, восприимчивость к холере возрастала в 10 000 раз.

Напротив, некоторые возбудители кишечных инфекций, такие как Shigella spp. и G. lamblia, устойчивы к кислой среде желудка, поэтому для инфицирования достаточно всего 100 бактерий.

Другие виды естественной защиты ЖКТ:
(1) слой вязкой слизи, покрывающий кишечный эпителий;
(2) литические панкреатические ферменты и детергенты желчи;
(3) дефензины (антимикробные пептиды слизи);
(4) нормальная флора;
(5) секреция IgA.

Входные ворота инфекции и пути ее распространения
Входные ворота инфекции и пути ее распространения.
Для проникновения в организм-хозяин патогены разрушают эпителиальный или слизистый барьер.
Инфекция может локализоваться в месте входа возбудителя или распространиться по всему организму-хозяину.
Большинство микроорганизмов перемещаются по лимфатической системе или с кровотоком (свободно или в пределах клеток воспаления). Однако определенные вирусы и бактериальные токсины могут распространяться по нервным волокнам.
ЖКТ — желудочно-кишечный тракт; ЦНС — центральная нервная система.

Антитела IgA продуцируются плазматическими клетками MALT. Эти лимфоидные скопления покрыты монослоем эпителиальных клеток, названных М-клетками. М-клетки играют важную роль в транспорте антигенов в MALT и связывании и поглощении большого числа инфекционных агентов, включая полиовирусы, энтеропатогенные Е. coli, V. cholerae, S. typhi и S. flexneri.

Распространение инфекционных агентов через барьерную систему ЖКТ происходит при ослаблении механизмов защиты или когда микроорганизмы вырабатывают специальные средства преодоления этой защиты. Защитные механизмы ослабевают при низкой кислотности желудочного сока, приеме антибиотиков, которые изменяют нормальную микрофлору ЖКТ (например, при псевдомембранозном колите), снижении перистальтики или механической обструкции (в частности, при синдроме слепой петли).

Большинство вирусов, имеющих капсиды, инактивируются желчью и пищеварительными ферментами, но некоторые, даже незащищенные капсидом вирусы могут быть резистентными (например, вирус гепатита А, ротавирусы, реовирусы и норовирусы).

Энтерогенные бактерии вызывают разные заболевания ЖКТ различными механизмами:
- некоторые штаммы стафилококков при росте на контаминированных пищевых продуктах выделяют сильный энтеротоксин, вызывающий пищевое отравление даже без размножения бактерий в кишечнике;
- V. cholerae и токсигенные Е. coli размножаются внутри слизистого слоя, покрывающего поверхностный эпителий кишечника, и выделяют экзотоксин, повышающий секрецию жидкости эпителиальными клетками, что приводит к водянистой диарее;
- представители родов Shigella, Salmonella и Campy lobacter поражают слизистую оболочку кишечника и собственную пластинку с образованием язв, кровотечений и воспалительной реакцией, что клинически проявляется симптомами дизентерии;
- S. typhi проходит через поврежденную слизистую оболочку в пейеровы бляшки и мезентериальные лимфатические узлы, приводя к генерализации инфекции.

Микозы ЖКТ возникают в основном у лиц с иммунодефицитом. Грибы рода Candida, входящие в состав нормальной кишечной флоры, имеют тропность к многослойному неороговевающему эпителию, вызывая молочницу полости рта и мембранозный эзофагит, а также могут поражать желудок, нижние отделы ЖКТ и системные органы.

Цистные формы кишечных простейших обусловливают распространение инфекции, т.к. цисты устойчивы к кислой среде желудка. В кишечнике цисты превращаются в подвижные трофозоиты и прикрепляются к гликокаликсу клеток кишечного эпителия с помощью поверхностных лектинов.

Дальнейшие события зависят от вида микроорганизма. G. lamblia внедряется в щеточную каемку энтероцитов, в то время как Cryptosporidium spp. проникают в энтероциты, где формируют гаметы и споры. Е. histolytica индуцирует контакт-опосредованный цитолиз через поражение белков, формирующих каналы, и таким образом приводит к изъязвлению слизистой оболочки ободочной кишки. Кишечные гельминты A. lumbricoides, как правило, вызывают заболевание только в случае накопления их в организме-хозяине в большом количестве или локализации в эктопических местах, например при обтурировании кишки или внедрении и повреждении желчных протоков. Анкилостомы могут быть причиной железодефицитной анемии, высасывая кровь из сосудов ворсинок тонкой кишки; гельминты рыб D. latum могут израсходовать все запасы витамина В12 в организме-хозяине, приводя к развитию заболевания, напоминающего пернициозную анемию.

Наконец, личинки некоторых гельминтов проходят через стенку кишечника и мигрируют по организму-хозяину; например, личинки Т. spiralis формируют цисты в мышцах, а личинки Echinococcus sp. — в печени и легких.

3. Дыхательная система. Каждый городской житель ежедневно вдыхает огромное количество вирусов, бактерий и грибов. В большинстве случаев возбудители находятся в воздухе и частицах пыли. Глубина, на которую эти частицы могут проникнуть в дыхательные пути, обратно пропорциональна их размеру. Крупные частицы задерживаются реснитчатым эпителием, выстилающим носовую полость и верхние дыхательные пути. Вдыхаемые микроорганизмы оседают на слизи, секретируемой бокаловидными клетками эпителия, и с помощью ресничек эпителия слизистой оболочки переносятся на заднюю стенку глотки, где проглатываются и разрушаются.

Частицы меньше 5 мкм проходят непосредственно в альвеолы, где фагоцитируются альвеолярными макрофагами и нейтрофилами, привлеченными в легкие цитокинами.

Микроорганизмы, попадающие в дыхательные пути здорового человека, выработали специальные механизмы, позволяющие им преодолеть мукоцилиарный барьер и уклониться от разрушения альвеолярными макрофагами. Некоторые патогены успешно преодолевают эту защиту, прикрепляясь к эпителиальным клеткам глотки и нижних отделов дыхательных путей. Например, вирус гриппа продуцирует белок гемагглютинин, который связывает вирус с сиаловой кислотой на поверхности эпителиальных клеток.

Такое взаимодействие провоцирует поглощение вируса клеткой организма-хозяина, а затем внутри этой клетки происходит репликация вируса. Однако сиаловая кислота в этой ситуации уже является препятствием выходу новообразованных вирусных частиц из клеток. Тогда вирусы гриппа вырабатывают поверхностный белок — нейроаминидазу, которая расщепляет сиаловую кислоту и позволяет вирусам покидать клетки организма-хозяина. Нейроаминидаза также снижает вязкость слизи и облегчает передвижение вирусов в пределах дыхательных путей. Интересно, что некоторые противогриппозные препараты являются аналогами сиаловой кислоты, которая ингибирует нейроаминидазу и препятствует выходу вирусов из клеток, прекращая их распространение.

Определенные патогенные бактерии в дыхательных путях могут снижать активность ресничек эпителия слизистой оболочки. Например, Н. influenzae и В. pertussis выделяют токсины, парализующие реснички; P. aeruginosa, ассоциируемая с тяжелыми дыхательными инфекциями у пациентов с кистозным фиброзом, и М. pneumoniae продуцируют цилиостатические вещества.

Некоторые бактерии, такие как S. pneumoniae или Staphylococcus sp., испытывают недостаток в факторах адгезии и часто присоединяются после того, как вирусная инфекция повредит реснитчатый эпителий и индивиды с вирусными респираторными инфекциями станут более восприимчивыми к вторичным суперинфекциям. Хроническое повреждение мукоцилиарного барьера характерно для курящих и больных муковисцидозом, в то время как острое повреждение наблюдается у пациентов после интубации или аспирации желудочного сока.

Некоторые дыхательные патогены умеют уклоняться от фагоцитоза или деструкции после него. М. tuberculosis, например, персистирует в нормальных альвеолах, т.к. способна избегать киллинга в фаго-лизосомах при фагоцитозе макрофагами. Условнопатогенные грибы поражают легкие на фоне подавления у пациента клеточного иммунитета или снижения числа лейкоцитов (например, P. jiroveci у больных СПИДом, и Aspergillus sp., ассоциированный с химиотерапией).

4. Мочеполовая система. Попадание инфекционных агентов в мочевыводящие пути практически всегда идет восходящим путем через уретру. Регулярное прохождение мочи предотвращает внедрение микроорганизмов в слизистую оболочку уретры. Моча в мочевом пузыре в норме стерильна, а в случаях поражения мочевого пузыря патогены прикрепляются к эпителиальным клеткам (например, N. gonorrhoeae, Е. coli). Анатомия играет важную роль при инфицировании. Женщины в 10 раз больше подвержены инфекциям мочевыводящих путей по сравнению с мужчинами, т.к. длина уретры у женщин всего 5 см (у мужчин 20 см). Рефлюкс и/или обструкция мочевыводящих путей могут нарушить нормальное функционирование системы и повысить вероятность инфекций мочевыводящих путей.

При ретроградном распространении инфекции (от мочевого пузыря к почкам) может развиться острый или хронический пиелонефрит.

Влагалище женщины защищено от патогенов начиная с пубертатного периода и заканчивая менопаузой низким значением pH вследствие катаболизма гликогена нормального эпителия лактобактериями. Однако антибиотикотерапия может привести к смерти лактобактерий, в результате влагалище становится восприимчивым к инфекции. Возбудители инфекций, передаваемых половым путем (HPV, ВИЧ, Т. pallidum), обладают специальными механизмами прикрепления к слизистой оболочке влагалища или шейки матки либо способны проникать в клетки слизистой оболочки через микротравмы, происходящие при половом контакте.

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Пути распространения инфекции в организме"

Оглавление темы "Патофизиология инфекционных болезней":
  1. Средства биотерроризма и биологического оружия
  2. Виды входных ворот инфекций
  3. Пути распространения инфекции в организме
  4. Пути выхода инфекции из организма хозяина
  5. Виды инфекций передающихся половым путем (ИППП)
  6. Механизмы защиты организма от инфекций
  7. Как вирусы вызывают инфекцию?
  8. Как бактерии вызывают инфекцию?
  9. Механизмы повреждения тканей иммунитетом
  10. Механизмы защиты вирусов, бактерий от иммунитета

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: