Тканевые изменения при инфекциях

Облигатные внутриклеточные микроорганизмы. К облигатным внутриклеточным микроорганизмам относят прионы, вирусы, риккетсии и хламидии. Они требуют для роста и размножения продукты метаболического аппарата клеток хозяина, инфицируют, как правило, паренхиматозные клетки. Для выявления таких инфектов требуются системы живых клеток, например, куриные эмбрионы, культуры клеток ткани или лабораторных животных. Механизм взаимодействия прионов с инфицированными клетками еще до конца неизвестны.

Вирусы, риккетсии и хламидии размножаясь в клетках, вызывают разнообразные изменения в клетках:

А. Некроз клетки: инфицирование клетки облигатным внутриклеточным агентом сопровождается ее некрозом. Различные патогенные агенты обладают филией к определенным паренхиматозным клеткам (органотропностью).

Даже если агент одновременно инфицирует различные типы клеток, то он наносит существенное повреждение только в определенных из них. Так, например, для полиовируса главным местом его реплицирования является слизистая оболочка кишечника, но клиническое проявление и морфологические повреждения обнаруживаются в мотонейронах спинного мозга. Клинические проявления заразных различных вирусных болезней являются результатом морфологического повреждения определенных типов клеток.

При инфицировании облигатным внутриклеточным агентом больные могут погибнуть в острой фазе от болезни в результате альтеративного воспаления и обширных некрозов ткани (например, из-за энцефалита, миокардита, или массивного некроза печени). Выздоровление возможно, главным образом, благодаря эффективной иммунной реакции, которая нейтрализует вирус. Возврат к нормальной функции не всегда возможен, поскольку некоторые клетки неспособны регенерировать. Так, энцефалит, при котором происходит потеря нейронов, сопровождается неврологической недостаточностью.

Изредка, вирусная инфекция (или иммунная реакция против вируса) вызывает медленную гибель клеток, в течение длительного периода, насчитывающего годы.

Такие медленные вирусные инфекционные болезни развиваются в печени (хронический персистирующий и хронический активный вирусный гепатит, который может быть вызван гепатитом B и гепатитом вируса C), в головном мозге (подострый склерозирующий панэнцефалит, обусловленный вирусом кори), и в T-лимфоцитах (человеческий вирус иммунодефицита). Прионовые заболевания мозга, типа болезни Крейтцфельда-Якоба характеризуются медленной прогрессивной потерей (атрофией) нейронов.

Б. Дистрофические изменения клеток: Сублетальное повреждение, обусловленное облигатным внутриклеточным агентом, сопровождается различными типами дистрофий. Например, вакуольная белковая дистрофия гепатоцитов при остром вирусном гепатите. Риккетсии имеют тенденцию размножаться в эндотелиальных ячейках и вызывать повреждение эндотелиальных клеток в виде баллонной дистрофии, что может в свою очередь привести к тромбозу.

В. Формирование внутриклеточных включений. Внутриклеточные включения иногда формируются в результате вирусного и хламидийного реплицирования в клетке. Они видимы при световой микроскопии и представляют собой прямое доказательство присутствия инфекции. Они составлены или из собранных вирусных частиц или остатков вирусного синтеза нуклеиновой кислоты. Внутриклеточные включения выявляются или в ядре, или цитоплазме и могут быть использованы при диагностике определенных вирусных заболеваний. Например, при гепатите B цитоплазма инфицированных вирусом гепатоцитов имеет вид матового стекла и дает положительное пятнистое окрашивание с орсеином (реакция Шиката) и с анти-гепатитными B антителами, при использовании иммунологических методов.

Г. Формирование гигантских клеток происходит при некоторых вирусных заразных болезнях. Вирус Кори сопровождается появлением в тканях гигантских клеток (гигантские клетки Вартина-Финкельдея) которые содержат от 20 до 100 маленьких однородных ядер. Эти клетки обнаруживаются в любой ткани, инфицированной вирусом кори, чаще в легких и в лимфоидной ткани аппендикса и миндалин. Вирусы простого герпеса, опоясывающего лишая, ветряной оспы также сопровождаются образованием гигантских клеток в инфицированных эпителиоцитах (кожа, маточные трубы, внешние гениталии и пищевод). Эти клетки содержат от трех до восьми ядер. Также могут содержать включения Каудрая.

Факультативные внутриклеточные микроорганизмы. К ним относятся микроорганизмы типа микобактерий и грибов. Факультативные внутриклеточные организмы способны к внеклеточному и внутриклеточному росту и размножению. Факультативные внутриклеточные часто вызывают повреждение ткани и, несомненно, обладают механизмами, которые дают им эту возможность, но эти механизмы до конца не поняты. Внутриклеточный рост обычно происходит в макрофагах. Факультативные внутриклеточные организмы, особенно микобактерии туберкулеза, лепры и диморфные грибы типа Histoplasma и Coccidioides, могут длительное время находиться в тканях в неактивном состоянии и не приводить к их повреждению. Покой, вероятно, означает, что жизнеспособные микобактерии, локализующиеся в макрофагах, находятся под прикрытием иммунного контроля. Реактивация бездействующих микобактерий обычно происходит благодаря снижению функции иммунокомпетентных клеток. Она обычно сопровождается формированием гранулемы и казеозным некрозом с последующим фиброзом при благоприятном исходе процесса. Большинство агентов этой группы могут быть выращены на искусственных средствах, исключение составляют Mycobacterium leprae, которых нельзя вырастать на искусственных средах или в культуре ткани.

Внеклеточные микроорганизмы. Само название подразумевает внеклеточное размножение этих микроорганизмов. К внеклеточным относят микроорганизмы типа бактерий (спирохет), грибов. Если бы не protozoa и metazoa, которые не могут быть культивированы вообще, внеклеточные организмы могут расти и размножаться на искусственных средах. Treponema pallidum, которая вызывает сифилис, также не может быть культивирована на искусственных средах. Внеклеточные организмы ведут к повреждению клеток несколькими из ниже приведенных путей:

А. Ферментативное повреждение: при размножении патогенные микроорганизмы вырабатывают множество ферментов, которые свободно проникают в ткани, где взаимодействуют с внутриклеточными и внеклеточными молекулами.

Staphylococcus aureus вырабатывает коагулазу, которая преобразовывает фибриноген в фибрин. Коагулазная продукция отражает степень его вирулентности. Так, коагулаза-негативный эпидермальный стафилококк имеет низкую вирулентность. Как предполагают, бактерия, окруженная фибрином, обладает более высокой способностью сопротивляться фагоцитозу. Эта устойчивость к фагоцитозу облегчает стафилококку развивать гнойное воспаление с некрозом ткани.

Пиогенный стрептококк вырабатывает гиалуронидазу, стрептокиназу и несколько гемолизинов. Гиалуронидаза разрушает гиалуроновую кислоту в основном веществе коллагеновых волокон и облегчает распространение инфекции. Стрептокиназа активизирует плазминоген и способствует выпоту фибриногена. Гемолизины вызывают гемолиз эритроцитов.

Clostridium perfringens, вызывающий газовую гангрену вырабатывает множество ферментов, включая лецитиназу, гиалуронидазу и гемолизины. Лецитиназа повреждает липидные мембраны и вызывает некроз клеток. Все, вырабатываемые Clostridium perfringens ферменты в значительной степени ответственны за развитие некротического воспаления в тканях, которое характеризует газовую гангрену. Производство газов в тканях - это результат ферментации сахара во время роста и размножения бактерии.

Б. Развитие локального васкулита: Патогенные микроорганизмы, например, бацилла карбункула (В. anthracis), Aspergillus при инфицировании вызывают тромбоз мелких сосудов и вызывают ишемический некроз окружающих тканей.

В. Продукция дистанционно действующих токсинов. Некоторые бактерии вырабатывают токсины, которые попадают в кровоток и способны вызвать повреждение удаленных от ворот инфекции клеток и тканей.

Эндотоксины грамотрицательных бактерий попадают в кровоток после гибели и распада бактерий. В крови эндотоксины, действуя на стенку мелких кровеносных сосудов, вызывают вазодилатацию, таким образом, нарушая периферическую циркуляцию крови, повреждают эндотелиальные клетки и запускают каскады коагуляции, приводящие к диссеминированной внутрисосудистой коагуляции (ДВС-синдром). Эндотоксины также вызывают лихорадку, стимулируя макрофаги к освобождению интерлейкина-1. Грамотрицательный эндотоксический шок чаще всего наблюдается при хирургических заболеваниях мочевыводящих путей и кишечника, менингококковой бактериемии. Но может нередко сопровождать любую грамотрицательную инфекцию.

Экзотоксины - вещества, чаще всего белковой природы, активно выделяемые живущими бактериями. Экзотоксины, в отличие от эндотоксинов обычно теплолабильны. Экзотоксины высоко антигенные и стимулируют выработку определенных антител (антитоксины). Попадая в кровоток, они способны к повреждению самых разнообразных тканей и органов.

Энтеротоксины - экзотоксины, которые действуют на эпителиальные клетки слизистой оболочке кишечника. Примером могут служить вибрионы холеры, которые вырабатывают энтеротоксин либо, находясь в просвете кишки, либо на съедаемых продовольственных продуктах. Токсины оседают на поверхностные рецепторы энтероцитов и вызывают их повреждение.

Проникновение инфекции в ткани вызывает воспалительную и иммунные реакции, которые должны ин активировать или нейтрализовать агента, таким образом, защищая макроорганизм.

Нередко ответные реакции организма, которые обусловливают многие клинические признаки инфекционной болезни, иногда могут наносить значительный ущерб тканям и являться причиной смерти больного. Например, образующийся при остром экссудативном перикардите воспалительный выпот, приводит к сердечной недостаточности и смерти больного.

Для большинства инфекций характерно развитие банального (неспецифического) острого воспаления. Возникающая при этом лихорадка, являет собой сложный ответ организма обусловлена выделением микроорганизмами экзогенных пирогенов или эндогенными пирогенами типа интерлейкина-1.

Для внеклеточных микроорганизмов (большинство бактерий) типичным является появлением большого количества нейтрофилов. Нейтрофилы привлекаются хемотаксическими факторами, образующимися в воротах внедрения инфекции. В периферической крови выявляется нейтрофильный лейкоцитоз.

Факультативные внутриклеточные организмы редко вызывают острый воспалительный ответ. Она может наблюдаться при брюшном тифе. Для нее характерна нейтропения в периферической крови.

Облигатные внутриклеточные микроорганизмы (главным образом вирусы и риккетсии) стимулируют острый клеточный ответ, характеризующийся появлением лимфоцитов, плазмоцитов и макрофагов и небольшого количество нейтрофильных ПМЯЛ. В периферической крови может наблюдаться увеличение количества лимфоцитов, но не нейтрофилов, число которых может быть даже уменьшено.

Острое гнойное воспаление наблюдается при инфекционных болезнях, вызываемых некоторыми видами бактерий, которые являются относительно стойкими к фагоцитозу, это грамотрицательные бациллы типа Klebsiella, Pseudomonas, Escherichia разновидности pneumococci. Толщина пневмококковой капсулы непосредственно связана со способностью микроорганизма сопротивляться лизису при фагоцитозе. Пневмококки типы 1 и 2, которые имеют тонкую капсулу, вызывают острую пневмонию без нагноения и, наоборот, пневмококк 3 типа, который имеет плотную мукоидную капсулу, вызывает гнойную пневмонию.

Хроническое гнойное воспаление является или неблагоприятным исходом затянувшегося острого гнойного воспаления или проявлением характера инфекции. Последнее часто наблюдается при инфицировании нитевидными бактериями Actinomyces и Nocardia или некоторыми мицелами гибов типа Madurella и Streptomyces. Эти инфекционные болезни характеризуются прогрессирующим разрушением ткани, фиброзом и множественными абсцессами.

Хроническое воспаление является прямым доказательством наличия в инфицированной ткани иммунной реакции. Антигены могут продуцироваться возбудителями инфекции образовываться при повреждении тканей. Подробно морфологическая характеристика хронического воспаления изложена в главе "Воспаление".