Биология на инфекциозни заболявания

Микрофлора - предимно бактерии и гъбички - включително нормални местни флора, която присъства в целия живот и бързо се възстановява в случай на нарушение, както и преходни флора, които могат да колонизират домакин в продължение на часове, седмици, но не се съхранява постоянно. Микроорганизмите, които принадлежат на нормалната флора, понякога могат да причинят заболяване, особено когато защити нарушени.

Междувременно локус на тялото ще бъде колонизирана, бактерии определя тропизъм за някои тъкани. Съставът на нормалната флора бактерии и тропизъм се определя от много други фактори (хранене, хигиена, санитарен състояние, замърсяване на въздуха). Например, лактобацили са общи в червата на хората с висок прием на млечни продукти-Haemophilus грип колонизира на трахеобронхиални дървото при пациенти с хронична обструктивна белодробна болест.

Домакин защитни механизми срещу инфекция

Защитни механизми, които предпазват срещу инфекция включват естествени бариери (например кожата, лигавиците), не-специфични имунни отговори (например, фагоцитни клетки [неутрофили, макрофаги] и техните продукти) и специфични имунни отговори (например, антитела, лимфоцити).

физически бариери

кожа. Кожата е устойчив на проникването на микроорганизми обикновено, освен ако не е физически ранен (например травма, венозни катетри или хирургическа инцизия). Изключения са човешки папилома вирус, който може да проникне нормалната кожа, което води до образуването на брадавици и някои паразити (например, Shistosoma mansoni, Strongyloides stercoralis).

лигавиците. Много лигавицата буквално потопени в изолация, които притежават антибактериални свойства (например, цервикална слуз, сълзи и простатата лизозим течност, съдържаща съединение, който разгражда muramic киселина в бактериалната клетъчна стена, по-специално грам-положителни организми). Локално разпределение също съдържа имуноглобулини, основно IgG и секреторен IgA, които предотвратяват, че микроорганизмите проникват в клетката гостоприемник.

дихателните пътища. В горните дихателни пътища на дихателните пътища, има филтриране механизми. Ако тези бактерии в трахеобронхиалното дърво и отстраняването им лесно се осъществява чрез муколарното епител. Кашлицата също помага за премахване на микроорганизми. Ако организми достигат алвеолите, алвеоларните макрофаги и хистиоцити тъканите абсорбират. Въпреки това, тези бариери могат да бъдат преодолени чрез голям брой микроорганизми или с намалена ефективност на защитни механизми, дължащи се на замърсяването на въздуха (например, тютюнопушене), или смущения в защитни механизми (например, ендотрахеална интубация, трахеостомия).

GI. Стомашно-чревни бариери включват кисело рН на стомаха и антибактериална активност на панкреатични ензими, жлъчка и чревни секрети. Отстраняването на микроорганизми допринася перисталтика и актуализиране на стомашно-чревни епителни клетки. Ако перисталтиката забави (например, поради лекарства, такива като беладона или опиум алкалоиди), премахване на микроорганизми и удължава забавени някои инфекции, като симптоматично шигелоза. В случай на нарушение на защитни механизми в стомашно-чревния тракт от пациентите развиват чувствителността към някои инфекции (например, ахлорхидрия предразполага към салмонелоза). Нормални чревната флора инхибират пролиферацията на патогени, компрометира неговата структура под действието на антибиотици може да доведе до прекомерно нарастване на облигатни патогени (например, Salmonella Typhimurium), или да предизвика суперинфекция с нормални паразит организми (например, кандида албиканс).

Урогениталния тракт. Бариерите урогениталния тракт включват дълго уретрата при мъжете, киселата среда на влагалището при жените и хипертонична бъбречна ядро. Бъбреците също произвеждат и секретират големи количества Tamm-Horsfall мукопротеини, които се свързват някои бактерии, улесняване на безопасното им подбор.

Неспецифичните имунни отговори

Цитокини (включително IL-1, IL-6, тумор некрозис фактор, интерферон-у) се произвежда главно от активирани макрофаги и лимфоцити и предизвикват остра фаза отговор, който се развива независимо от микроорганизъм-инициатор. Response включва повишена температура и повишено производство на неутрофили костен мозък. Ендотелните клетки произвеждат големи количества от IL-8, което е атрактант за неутрофили.

Възпалителен отговор насочва компоненти на имунната система да местата на нараняване или инфекция, и показва подобрено кръвоснабдяване и повишена съдова пропускливост, което позволява хемотактичен пептиди, неутрофили и мононуклеарни клетки да напусне интраваскуларна отделение. Размножаване на бактериите се ограничава чрез абсорбция на фагоцитни клетки (например, неутрофили, макрофаги). Фагоцити приближаващи микроби резултат улавяне хемотаксис микроби тяхното унищожаване възниква под действието на освободен съдържание на лизозоми. Убиване на микроорганизми също проведени активни кислородни метаболити, като например водороден прекис. Количествени и качествени дефекти на неутрофилите да доведе до продължителен и повтарящ се разбира от инфекции, както и липса на ефикасност на антибиотична терапия. Такива инфекции обикновено причиняват стафилококи, грам-отрицателни бактерии и гъбички.

Специфични имунни отговори

По време на инфекцията на тялото на пациент може да произвежда много антитела (сложни гликопротеини, известни като имуноглобулини), които се свързват към специфични антигенни микробни цели. Антитела допринасят за премахването на инфекциозен агент, чрез активиране на левкоцитите и системата на комплемента. Обикновено системата се разпада на клетъчната стена на микроорганизми от класическия начин. Комплемента може да се активира върху повърхността на някои микроорганизми, чрез алтернативна пътека. Антителата могат също да улеснят отлагането на вещества върху повърхността на микроби, известни като opsonins (например, компонент на комплемента C3b), които насърчават фагоцитоза. Opsonisation важно за унищожаването на капсулирани организми като пневмококи и менингококи.

Фактори, които улесняват нахлуването на микроби

Заразяване микроорганизми медиирани вирулентни фактори, адхезия и антимикробни механизми гостоприемник защита резистентност дефект.

фактори на вирулентност

Чрез вирулентните фактори, които допринасят за инвазия и да преодолеят защитните механизми домакини включват:

• капсула
• ензими,
• токсини.

капсула. Някои микроорганизми (като някои щамове на пневмококи, менингококи, Haemophilus инфлуенца тип В) на капсулата, което позволява комуникация опсонизиращата антитела и по този начин определя голям вирулентност от тази на не-енкапсулиран щамове.

ензими. Бактериални протеини с ензимна активност (например, протеаза за производство, хиалуронидаза, невраминидаза, еластаза, колагеназа) улесняване на локално разпределение в тъканите. Инвазивните микроорганизми (например, Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica) могат да проникнат интактни еукариотни клетки от мукозните повърхности.

Няколко бактерии (например, Neisseria гонорея, X. грип, Proteus Mirabilis, klostridin, Streptococcus пневмония) произвеждат LGA-специфични протеази, които разцепват и инактивира секреторни IgA на повърхността на лигавицата.

токсини. Микроорганизмите могат да произвеждат токсини (известни като екзотоксини), които са протеинови молекули, които могат да доведат до заболяване (например, дифтерия, холера, тетанус, ботулизъм) или увеличаване на тежестта. Повечето токсини са свързани със специфични целеви клетъчни рецептори. Освен заготовки токсини, които причиняват заболяване, предизвикано от храна токсини, произведени от микроорганизми по време на инфекция.

Ендотоксин - липополизахарид произведен от грам-отрицателни бактерии, които са част от клетъчната стена. Ендотоксин причинява ензимни хуморални реакции, включително реакции на кинини на комплемента, коагулация и фибринолиза подбор, до голяма степен определя тежестта на заболяването в грам-отрицателен сепсис.

Видео: Инфекциозни заболявания и тяхното предотвратяване

други фактори,. Много микроорганизми са механизми, които отслабват производството на антитела, активирани супресорни клетки инхибират обработката на антиген и потискат лимфоцити митогенеза.

Устойчивост на литичната действието на комплемента в серума е свързан с вирулентност. Наличието на Н. резистентност гонорея за лизис предразполага към по-голяма степен на дисеминирана отколкото в ограничен инфекция.

Видео: Майсторски клас "Molecular техники биология. Полимеразна верижна реакция (PCR)"

Някои микроорганизми имат способността да устои на окисляване по време на фагоцитоза. Например, Legionella, или Listeria и не причиняват, или активно потискане окислителни процеси, докато други специални микроорганизми произвеждат ензими (например, каталаза, глутатион редуктаза, супероксид дисмутаза), което анулира окислителни процеси.

микробен адхезия

Адхезия към повърхности помага микроорганизми купуват основа, която може да проникне в тъканта. Сред факторите, които определят като ангажимент - адхезини (молекули, които осигуряват свързване към клетката) и клетки на микроорганизми рецептори, които са свързани адхезини. гостоприемници рецептори включват захарни остатъци по повърхността на клетките и на клетъчната повърхност протеини (например фибронектин), които повишават свързването на някои Грам-положителни организми (например стафилококи). Други адхезионни детерминанти включват микроструктури в някои бактериални клетки (например, Streptococcus), наречени фибрили чрез които някои бактерии се свързват към човешки епителни клетки. Други бактерии, като Enterobacteriaceae (например, Ешерихия коли), имат някои адхезивни органели, наречени фимбрии или напитка. Фимбрии позволяват микроорганизъм закрепен върху почти всички човешки клетки, включително неутрофили и епителни клетки в стомашно-чревния тракт, устната кухина и черва.

биофилм. Биофилм - слой на слуз, което може да се образува около някои бактерии и осигурява устойчивост на фагоцитоза и антибиотици. Тя се формира около белодробна Pseudomonas Aeruginosa при пациенти с кистозна фиброза и около коагулаза-отрицателни стафилококи на синтетични медицински устройства като интравенозни катетри, простетични съдови присадки и шев. Факторите, които влияят на вероятността от развитие на биофилм на такива медицински устройства включват структурата на материала, неговия химичен състав и хидрофобност.

антимикробна устойчивост

Генетичното разнообразие сред микробите е огромен. Използването на антибактериални лекарства евентуално избира за оцеляване на тези щамове, които са способни на резистентност.

Видео: OpenBio 2015 - Лекция Sultankulova KT - биочипове в диагностицирането на инфекциозни заболявания

В много случаи, резистентни бактериални щамове са придобили гени са кодирани на плазмиди или транспозони и позволяват микроорганизми да синтезират ензими:

• инактивиране или модифициране антибактериални фактор;
• промяна на способността на бактериални клетки, за да се натрупват антибактериален компонент;
• предотвратяване на инхибирането на антиинфекциозни.

Минимизиране на злоупотребата с антибиотици е важно за здравето, тъй като Това намалява образуването на резистентност сред бактерии.

Нарушенията на защитни механизми гостоприемници

Има два вида на имунодефицитни състояния, които влияят на способността на човек да се бори с инфекцията: първичен имунодефицит и вторичен (придобит) имунен дефицит.

Основно имунодефицитен е генетичен описан от proiskhozhdeniyu- > 100 първични имунодефицитни. Повечето от тях се появи по време mladenchestva- но до 40% може да разпознае по време на юношеството или зряла възраст.

Придобитата имунна недостатъчност, причинена от друго заболяване (например, рак, ХИВ инфекция, хронично заболяване), или излагане на химикали или лекарства, които са токсични за имунната система.

машини. Дефекти в имунната система могат да включват:

• клетъчно-медииран имунитет,
• хуморален имунитет
• фагоцитарната система
• системата на комплемента.

Клетъчни дефицити - обикновено дефекти в Т-клетки, или комбинирани имунни дефекти. Т клетки допринасят за унищожаване на микроорганизми вътреклетъчен този начин, пациенти с дефекти в Т-клетки могат да се появят опортюнистични инфекции като пневмония jirovecii и криптококов инфекция. Хронична характер на тези инфекции могат да доведат до прекратяване на напълняване при децата, хронична диария и постоянно кандидоза на устната кухина.

Хуморални дефицити обикновено са причинени от неспособността на В-клетките да произвеждат имуноглобулини. Пациенти с този тип обикновено се появяват дефекти, свързани с инфекции капсулирани организми (например, X. грип, Streptococcus). Пациентите може да изпитат забавен растеж (при деца), диария и рецидивиращи инфекции sinusopulmonalnye.

Дефект фагоцитарната система включва директно имунната реакция на бактериална инфекция и може да доведе до повтарящи абсцеси, тежка пневмония или бавно зарастване на пъпната връв.

дефекти Основно Система на комплемента са рядкост. Пациенти с този тип на дефект може да се случи рецидивиращи инфекции, причинени от бактерии, пиогенни (например капсулирани бактерии от Neisseria видове. Те също имат повишен риск от автоимунни заболявания (например, системен лупус еритематозус).

Видео: Купища органични отпадъци, намиращи се в Novoberezanskom

прояви на инфекция

Прояви могат да бъдат локално (например, целулит, абсцес) или системно, често треска. Разработване на промени в много органи и системи. При тежки генерализирани инфекции вероятност на животозастрашаващи усложнения (например, сепсис, септичен шок). Повечето от тях изчезват в успешното лечение на първична инфекция.

клиничните прояви. В повечето инфекции увеличава сърдечната честота и телесната температура се повишава, но някои инфекции (например, коремен тиф, туларемия, бруцелоза, треска) може да се осъществи без да се увеличава сърдечната честота, съизмерими със степента на треска. Хипотония може да бъде следствие на хиповолемия или септичен шок. Разпределени хипервентилация и респираторна алкалоза.

Промени в съзнание (енцефалопатия) могат да възникнат при тежки инфекции, независимо дали инфекция на централната нервна система е налице. Енцефалопатия е най-разпространеният и тежкото състояние сред възрастните хора, и може да се прояви безпокойство, объркване, делириум, ступор, припадъци, гърчове и кома.

хематологични прояви. В инфекциозни заболявания обикновено увеличава броя на циркулиращите зрели и незрели неутрофили. Механизмите за тези реакции са както demarginatsii и изолиране на незрели гранулоцити от костния мозък, изолиране като IL-1 и IL-6-медиирани неутрофили от костния мозък и колония-стимулиращи фактори, медиирани от макрофаги, лимфоцити и други тъкани. С значителна тежест на тези явления (например травма, възпаление и други напрежения) могат да бъдат подбрани от голям брой незрели левкоцити в кръвта (leukemoid реакция), като броят на левкоцитите до 25-30 * 109 / л.

От друга страна, някои инфекции (например, коремен тиф, бруцелоза) често причиняват неутропения. Когато генерализирана тежки инфекции дълбока неутропения често е prognostically неблагоприятна. Характерни морфологични промени в неутрофили на пациенти със сепсис включват телешки причини токсични гранулиране и вакуолизация.

Анемията може да се развива независимо от съответните съдържание на желязо в тъканите. Ако хронична анемия, нивото на желязо в плазмата и общ капацитет за неговото свързване може да бъде намалена. Тежките инфекции, особено на тези, причинени от грам-отрицателни организми, може да причини дисеминирана интравазална коагулация.

Други органи и системи. Функционалността на белия дроб може да се намали, напредва до остра дихателна недостатъчност и недостатъчност на дихателните мускули.
Бъбречни прояви варира от минимални протеинурия до остра бъбречна недостатъчност, които могат да са резултат от удар и остра тубуларна некроза, гломерулонефрит и тубулоинтерстициален заболяване.

Чернодробна дисфункция, включително холестатично жълтеница или хепатоцелуларен недостатъчност, присъщи на много инфекции. Кървене от горния GI поради стрес, може да се наблюдава при сепсис.

Нарушения на ендокринната система включват повишена продукция на тироид-стимулиращ хормон, вазопресин, инсулин и глюкагон, както и скелетни мускулни протеини и костна деминерализация. Хипогликемия рядко се развива в сепсис, но надбъбречна недостатъчност е възможно при пациенти със сепсис и хипогликемия. Хипергликемия може да бъде ранен симптом на инфекция при диабетици.