Патогенность и вирулентность микроорганизмов

Инфекционная болезнь, возникает только при наличии возбудителя, обладающего патогенностью вообще и вирулентностью в частности.

Патогенность (от греч. pathos болезнь, genes рождающий) - видовой генетический признак возбудителя, его потенциальная способность вызывать при благоприятных условиях специфический инфекционный процесс. По этому признаку все существующие микроорганизмы подразделяют на патогенные, условно-патогенные и сапрофиты. Фактически все возбудители инфекционных болезней являются патогенными, но чтобы вызвать инфекционную болезнь, они должны обладать вирулентностью. Нельзя ставить знак равенства между патогенностью и вирулентностью. Микроорганизм считается вирулентным, если он при внедрении в организм животного даже в исключительно малых дозах вызывает развитие инфекционного процесса. Никто не сомневается в патогенности сибиреязвенной бациллы, между тем среди культур этого микроба изредка, но встречаются авирулентные штаммы, не способные вызвать заболевания у животных. Бактерии рожи свиней принадлежат к патогенному виду, но немало их разновидностей было выделено из организма совершенно здоровых свиней, индеек, рыб.

Вирулентность - это степень патогенности конкретного микроорганизма, т. е. это индивидуальный признак. Ее можно измерить. За единицу измерения вирулентности условно приняты летальная и инфицирующая дозы. Минимальная смертельная доза - DLM (Dosis letalis minima) - это наименьшее количество живых микробов или их токсинов, вызывающее за определенный срок гибель большинства взятых в опыт животных определенного вида. Но поскольку индивидуальная чувствительность животных к патогенному микробу (токсину) различна, то была введена безусловно смертельная доза - DCL (Dosis certa letalis), вызывающая гибель 100 % зараженных животных. Наиболее точная единица вирулентности средняя летальная доза - LD50, т. е. наименьшая доза микробов (токсинов), убивающая половину животных в опыте. Для установления летальной дозы принимают во внимание способ введения возбудителя, возраст подопытных животных, а также массу, например, белые мыши - 16...18 г, морские свинки - 350 г, кролики - 2 кг. Таким же образом определяют инфицирующую дозу (ID), т. е. количество микробов или их токсинов, которое вызывает соответствующую инфекционную болезнь.

Высоковирулентные микроорганизмы способны вызывать болезни у животных или человека даже в минимальных дозах. Известно, что 2...3 микобактерии туберкулеза при введении в трахею морской свинки вызывают туберкулез со смертельным исходом. Вирулентные штаммы сибиреязвенной бациллы в количестве 1...2 клеток могут вызвать смерть у морской свинки, белой мыши и даже крупного животного.

У одного и того же микроорганизма вирулентность может значительно колебаться в зависимости от ряда биологических, физических и химических факторов, воздействующих на него. Вирулентность микроорганизма можно усилить или ослабить искусственными приемами.

Иммунитет. Классификация иммунитета

Иммунитет (от лат. immunitas) - освобождение или избавление от чего-либо, способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности.

Организм человека и животных весьма точно дифференцирует «свое» и «чужое», обеспечивая, таким образом, защиту от внедрения не только патогенных микробов, но и чужеродных веществ. Следовательно, главное назначение иммунитета состоит в распознавании «своего» и «чужого», что жизненно важно. Поступление во внутреннюю среду организма веществ с признаками чужеродной информации (макромолекул белков, полисахаридов и др.) грозит нарушением структурного и химического состава этого организма. Количественное и качественное «постоянство» внутренней среды, называемое гомеостазом, обеспечивают процессы саморегулирования во всех живых системах. Иммунитет - одно из проявлений гомеостаза. В этой связи иммунитет является свойством всего живого: человека, животных, растений и даже бактерий.

Система органов и клеток, осуществляющая реагирование против чужеродных субстанций, получила название иммунной системы организма. Она распределена по всему организму, ее клетки постоянно рециркулируют по всему телу через кровоток, она обладает способностью вырабатывать сугубо специфические молекулы антител, различные по своей специфике в отношении каждого антигена.

По происхождению различают два вида иммунитета: врожденный и приобретенный.

Врожденный иммунитет (естественный, видовой, наследственный, генетический) - это невосприимчивость к инфекционным агентам, детерминированная в геноме и проявляемая количеством и порядком расположения ганглиозитов определенного типа на поверхности мембран клеток. Этот вид иммунитета свойствен животным определенного вида к определенному возбудителю инфекции и передается из поколения в поколение. Например, лошади не болеют ящуром, крупный рогатый скот - сапом, собаки - чумой свиней, животные - сифилисом и т. д. В основе механизмов врожденного иммунитета к определенным возбудителям лежит отсутствие в клетках организма рецепторов и субстратов, необходимых для адгезии и размножения возбудителя, т.е. наличие веществ, блокирующих размножение патогенных микробов. Последние не могут размножаться в организме, и заболевание не возникает. Например, бруцеллы могут размножаться в плаценте только тех видов животных, которые содержат углевод и эритритол. Врожденный иммунитет весьма прочный, но не абсолютный.

Так, в естественных условиях куры не болеют сибирской язвой, однако Пастер заразил кур сибиреязвенной бациллой после искусственного переохлаждения, погружая их конечности в холодную воду. Мечникову удалось вызвать экспериментальный столбняк у лягушки (весьма устойчивой к столбнячному токсину), при перенагревании ее в термостате. Врожденной резистентностью в основном обладают взрослые животные, у новорожденных же во многих случаях видовая устойчивость отсутствует. Например, кролики-сосуны и мышата чувствительны к заражению вирусом ящура. Весьма чувствительны к вирусам и бактериям развивающиеся куриные эмбрионы, что на практике используют для получения вакцин.

Следует учитывать, что животные, не заболевая определенной инфекционной болезнью, могут быть носителем возбудителя и представлять опасность для других видов. Например, человек может быть носителем вируса чумы собак.

Важно отметить, что естественная невосприимчивость - это не только видовой признак, среди восприимчивых к определенным видам микробов существуют породы, популяции и линии животных, отличающиеся высокой устойчивостью к данному возбудителю. Так, при высокой чувствительности овец к сибирской язве алжирские овцы отличаются высокой к ней устойчивостью. Свиньи йоркширской породы по сравнению с другими породами устойчивее к роже свиней. Куры породы белый леггорн более устойчивы к пуллорозу, чем птицы пород красный родайленд и плимутрок.

Приобретенный иммунитет (специфический) - это устойчивость организма только к определенному возбудителю болезни. Характерная особенность приобретенного иммунитета - его специфичность. Приобретенный иммунитет подразделяют на естественный и искусственный.

Естественно приобретенный иммунитет делят на активный и пассивный. Активный (постинфекционный) иммунитет появляется после естественного переболевания животного.

Естественно приобретенный иммунитет возникает у животных, переболевших без клинически выраженных симптомов. Во многих случаях в организм животного систематически попадают дозы возбудителя меньше той, которая может вызвать заболевание. В этом случае происходит скрытая иммунизация, которая у животных, достигших определенного возраста, создает активный иммунитет к определенному возбудителю. Такое явление называют иммунизирующей субинфекцией.

Естественно приобретенный пассивный иммунитет - это иммунитет новорожденных, приобретенный ими за счет поступления материнских антител через плаценту (трансплацентарный) либо после рождения через кишечник с молозивом (колостральный или молозивный). У птиц материнские антитела передаются с лецитиновой фракцией желтка (трансовариальный). Важно отметить, что насыщение кровотока новорожденных животных (жвачных, лошадей, свиней) иммунными фракциями происходит в основном колостральным путем. В этой связи различают естественно и искусственно вызванный колостралъный иммунитет. Естественный колостральный иммунитет обусловлен антителами, естественно выработанными в организме матери под воздействием различных антигенов окружающей среды, искусственный - специфическими антителами, выработанными при искусственной иммунизации организма матери определенными антигенами (вакцинами) против определенного возбудителя болезни.

Молозиво неиммунизированных коров обладает бактериостатическим и антитоксическими свойствами в отношении многих патогенных микроорганизмов - кишечной палочки, сальмонелл, стафилококков и др. Воспринятые с молозивом иммуноглобулины (антитела) в кишечнике, например новорожденных телят, абсорбируются и неизмененными проходят через стенку кишечника в лимфатическую систему, а затем в кровеносное русло. Следует знать, что у домашних животных кишечник проницаем для молозивных антител лишь впервые 24...36 ч, поэтому молозиво новорожденный должен получить как можно раньше и больше с момента рождения.

Естественно приобретенный активный иммунитет может сохраняться 1...2 года, но в некоторых случаях - пожизненно (например, у собак, переболевших чумой; у овец, переболевших оспой). Естественно приобретенный пассивный иммунитет обеспечивает состояние невосприимчивости от нескольких недель до нескольких месяцев.

Искусственно приобретенный иммунитет, в свою очередь, также подразделяют на активный и пассивный. Активный (поствакцинальный) возникает в результате иммунизации животных вакцинами. Вакцинный иммунитет в организме развивается через 7...14 сут после вакцинации и сохраняется от нескольких месяцев до 1 года и более. Пассивный иммунитет создается при введении в организм иммунной сыворотки, содержащей специфические антитела против определенного возбудителя болезни. Пассивный иммунитет можно создать и при введении сывороток крови животных (переболевших данной болезнью), например при ящуре. Пассивный иммунитет, как правило, длится не более 15 сут.

Иммунитет также принято классифицировать по направленности действия защитных механизмов организма на микроорганизмы и их продукты жизнедеятельности - токсины:

антибактериальный иммунитет: защитные механизмы направлены против патогенного микроба, в результате предотвращается размножение и распространение в нем микроба;

противовирусный иммунитет: обусловлен выработкой организмом противовирусных антител

антитоксический иммунитет: бактерии не разрушаются, но организм больного животного вырабатывает антитела, эффективно нейтрализующие токсины;

иммунитет при протозойных и гельминтозных заболеваниях направлен на обезвреживание и уничтожение возбудителей болезни.

Различают также местный (локальный) иммунитет. Понятие местный иммунитет впервые было введено. Логическим выводом из теории местного иммунитета послужило изыскание методов локальной иммунизации тканей и органов, представляющих собой ворота инфекции, т.е. первого защитного барьера против инфекционного агента. Если после перенесенной болезни организм освобождается от возбудителя, сохраняя при этом состояние невосприимчивого, такой иммунитет называют стерильным. Однако при многих инфекциях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме находится возбудитель болезни. В этом случае нитрит об инфекционном или нестерильном иммунитете.

В зависимости от механизмов защиты организма различают гуморальный и клеточный иммунитет. Гуморальный иммунитет включает в себя реакции и механизмы иммунного ответа, обусловленные выработкой в зараженном организме специфических антител, клеточный иммунитет - обусловленные образованием специфических реагирующих с возбудителем, особенностями клеточного иммунного ответа принято называть клеточным иммунитетом.

Термин «клеточный иммунитет» в иммунологической литературе употребляют в качестве синонима другого термина - «повышенная чувствительность замедленного типа», получившего такое название потому, что ее классические проявления (феномен Коха, реакция на туберкулез) развиваются в более поздние сроки, чем повышенная чувствительность немедленного типа (анафилаксия).

Клеточный иммунитет имеет особое значение при инфекциях, вызванных многими вирусами, бактериями, грибами, при отторжении трансплантата, в противоопухолевом иммунитете и при аутоиммунных заболеваниях. Например, вирусы, бактерии, гриппы, находящиеся внутри клетки, могут быть уничтожены только при помощи клеточного иммунитета.

В механизме клеточного иммунитета различают три фазы:

1) распознавание антигена;

2) образование эффекторных клеток и клеток памяти;

3) эффекторную, обусловленную действием клеток-эффекторов или синтезируемых ими медиаторов.

Клеточные формы иммунного реагирования связаны со специфическим иммунным функционированием самих Т-лимфоцитов, их рецепторного аппарата распознавания и соединения с антигеном. Основную функцию по уничтожению чужеродных ангигенных субстанций осуществляют клетки непосредственно. Считают, что в реакциях клеточного иммунитета участвуют нетолько субпопуляций Т-лимфоцитов (Т-киллеры и природные киллеры).