Введение в микробиологию, иммунологию и эпидемиологию

Микробиология — наука, которая занимается изучением микроорганизмов (бактерий, архебактерий, микроскопических грибов и водорослей, простейших и вирусов), невидимых невооруженным глазом. В область интересов микробиологии входит их систематика, морфология, физиология, биохимия, эволюция, роль в экосистемах, а также возможности практического использования. Разделом микробиологии является бактериология.

Иммунология — паука об иммунитете живых организмов, изучающая биологические механизмы самозащиты организма от любых чужеродных веществ. Иммунология исследует закономерности строения и функционирования иммунной системы, ее заболевания, причины возникших нарушений, а также ищет способы иммунотерапии.

Эпидемиология наука, изучающая закономерности возникновения, распространения инфекционных заболеваний и мероприятия по их предупреждению и борьбе с ними.

Инфекция (infection — заражение, загрязнение) — состояние зараженности организма, проявляющееся как болезнь или носительство.

Болезнь — это нарушение жизнедеятельности организма под воздействием чрезвычайных раздражителей внутренней или внешней среды, которое характеризуется понижением адаптации организма при одновременной мобилизации его защитных сил.

Учение об инфекционных болезнях

Среди многочисленных болезней, которым подвержен человек, инфекционные (заразные) болезни занимают определенное место, они связаны с внедрением в человеческий организм живых существ — патогенных (болезнетворных) микробов и простейших животных. Микробы представляют собой наибольшую по количеству и очень разнообразную группу организмов, которые населяют Землю.

Микроскоп изобрели голландцы Ганс и Захарий Янсени. А Антоний Ван Левенгук усовершенствовал его и первым проник в мир микроорганизмов. Но ученый даже не предполагал, что эти «невинные создания Господние» могут быть причиной заболеваний и даже смерти.

Паразитическая природа многочисленных болезней была раскрыта в блестящий век бактериологии во второй половине XVII в. голландским ученым А. Левенгуком, описавшим «живых зверьков» в воде, зубном налете, настоях при рассмотрении их в простейший микроскоп, увеличивавший объекты в 250−300 раз.

Однако стремительное развитие микробиологии как науки началось со второй половины XIX в. после выдающихся исследований французского ученого Л. Пастера, немецкого ученого Р. Коха и русских ученых И. И. Мечникова, С. Н. Виноградского и Д. И. Ивановского.

В результате работ Л. Пастера были открыты механизмы различных типов брожения и установлена роль микробов в их осуществлении. Исследования Л. Пастера о возбудителях куриной холеры, сибирской язвы и бешенства явились основой для профилактики заразных болезней.

Работы Р. Коха обогатили микробиологию точными методами исследования, что позволило открыть возбудителей сибирской язвы, туберкулеза и холеры.

И. И. Мечников заложил основы современного учения о невосприимчивости человека и животных к заразным болезням.

Классические работы Д. И. Ивановского, открывшего первый вирус возбудителя мозаичной болезни табака, положили начало вирусологии.

В каждом из нас живут разные микроорганизмы — полезные и вредные.

Многие воспринимают микробы как нечто приносящее только вред организму человека. Но в человеке живет более 500 видов микробов, выполняющих защитную функцию. На коже человека, во рту, на слизистой некоторых внутренних органов живет множество микроорганизмов, образующих своеобразную защитную пленку. Эти микробы первыми набрасываются на вредные вещества, не пропуская их в организм. Кроме того, в организме человека есть микробы, вырабатывающие витамины, микробы, участвующие в регулировании половых гормонов, и, что интересно, микробы, непосредственно отвечающие за привлекательность человека.

Полезная деятельность микробов многообразна. Например, бактерии и грибки (в желудочно-кишечном тракте человека живет около 260 видов микроорганизмов) участвуют в химических процессах, играющих важную роль при пищеварении. Нормальная постоянная микрофлора у здоровых людей представлена молочнокислыми бифидолактобактериями, кишечной палочкой, бактероидами и энтерококками и выполняет важнейшие биологические функции, необходимые для организма человека. В первую очередь следует отметить их способность к подавлению патогенных микроорганизмов. Уже давно известно, что эти представители нормальной микрофлоры препятствуют размножению сальмонелл, стафилококка, протея, патогенных эшехирий и, что очень важно, опаснейших грибков рода кандида. Кроме того, микроорганизмы участвуют в процессах пищеварения, в процессах метаболизма ряда веществ, в том числе и токсичных для организма. Способствуют они и усвоению ряда витаминов, кальция и фосфора из пищи, потребляемой человеком, осуществляют синтез незаменимых аминокислот и многих витаминов. И это еще далеко не полный перечень полезной деятельности бактерий и грибков, существующих в нашем кишечнике.

Для нашей кожи не менее важен ее естественный «микробный фон». На пашем теле постоянно обитает около 500 видов микроорганизмов. «Своя» микрофлора, образующая на поверхности кожи защитную оболочку, стоит на страже — уничтожает чужеродные микроорганизмы. К сожалению, у большего количества людей естественный «микробный фон» нарушается из-за неоправданно частого использования различных бактерицидных моющих средств.

Когда патогенный микроб (инфекционный агент, инфект) проникает в человеческий организм, то в зависимости от соотношения между дозой инфекта и сопротивляемостью организма происходит или уничтожение инфекта под воздействием специфических или неспецифических защитных реакций, или же инфекция (заражение человека). Дальнейшее развитие динамики явлений в человеческом организме в результате этого проникновения может быть различным.

В первом случае (бациллоносительство) микроб или поселяется в месте внедрения (например, дифтерийная палочка — на миндалинах), или проникает в более отдаленные органы и полости человеческого тела (например, брюшнотифозный микроб — в желчный пузырь) и там находит благоприятные условия для своего поселения и размножения. Если это остается местным явлением и не вызывает заметной общей реакции, то человек остается здоровым, будучи в то же время носителем патогенных микробов. Однако нельзя утверждать, что в этом случае пет никаких болезненных изменений в месте жизнедеятельности микробов. Напротив, у бациллоносителей дифтерийной палочки отмечаются болезненные явления в носу или носоглотке, а у брюшнотифозных бациллоносителей отмечаются воспаления желчного пузыря — холециститы.

Бациллоноситель выделяет патогенных микробов в окружающую среду при кашле, чихании (воздушно-капельная инфекция) или с испражнениями и мочой. Поэтому он может служить источником заражения окружающих лиц как при непосредственном контакте (соприкосновении), так и путем заражения окружающей среды (воды, почвы, воздуха, пищевых продуктов или предметов, например кухонной посуды).

Во втором случае (бессимптомная инфекция) микробы, внедрившиеся в человеческий организм, вызывают в нем острый инфекционный процесс, но он не сопровождается клинически болезненной определимой реакцией со стороны и не проявляется внешними симптомами. Однако после его окончания реакции иммунитета оказываются положительными.

В третьем случае (патентная инфекция) инфекционное начало — микроб — внедряется в человеческий организм, но остается в органах и полостях тела в скрытом состоянии, вызывая иногда местную реакцию или не вызывая ни местной, ни общей реакции, ни бессимптомной инфекции. Это — латентная (или скрытая, дремлющая) инфекция, которая под влиянием неблагоприятных факторов может привести к инфекционному заболеванию.

Так, например, столбнячный инфект, попадая в ткани одновременно с осколками снаряда или пулей, может остаться там без реакции со стороны организма целые годы, пока новая травма не даст толчок к развитию микробов, в результате чего возникнет столбняк. Латентная инфекция при малярии может перейти в явную форму через несколько месяцев: летнее или осеннее заражение проявляется в форме малярии лишь весной. С другой стороны, острое инфекционное заболевание может перейти в латентную хроническую инфекцию. Скрытая сифилитическая инфекция после окончания вторичного периода может длиться годы до проявления третичных явлений.

В четвертом случае (инфекционная болезнь) микробы, внедрившиеся в человеческий организм, поселяются в нем и в результате своего размножения и жизнедеятельности проявляют болезнетворное действие на организм, который реагирует суммой патофизиологических процессов, составляющих специфический симптомокомплекс, характеризующий данное инфекционное заболевание.

Большинство заразных болезней протекает в острой форме продолжительностью от нескольких дней до месяца. Однако некоторые болезни могут принять подострое течение (например, бруцеллез, дизентерия) и затянуться на много месяцев, давая периодические обострения. Другие болезни вообще чаще всего проявляются в хронической форме (например, туберкулез, сифилис, проказа, трахома), продолжаясь долгие годы.

Эпидемиологическое значение инфекционной болезни огромно, поскольку больной с выраженной заразной болезнью служит главным источником инфекции. Лишь в редких случаях инфекционное эпидемическое заболевание не контагиозно, т. е. не инфицирует окружающих, и заболевания возникают через внешний источник инфекции (эпидемическая желтуха, водная лихорадка, столбняк, ботулизм). Многие инфекционные больные продолжают распространять инфекции и по окончании инфекционного процесса, выделяя микробов в течение ряда недель (скарлатина, дифтерия, все кишечные инфекции и пр.), а в некоторых случаях — и ряда лет, являясь хроническими бациллоносителями (брюшной тиф, паратифы).

Формы инфекционных заболеваний многообразны. Прежде всего, заболевание может быть местным или общим. Местные заболевания бактериальной этиологии встречаются нередко, и большинство из них не контагиозно и не распространяется эпидемически (флегмоны, фурункулы, остеомиелиты и др.).

Некоторые общие инфекционные заболевания начинаются с местных явлений и заканчиваются общими явлениями, например дифтерия, кожная сибирская язва. Но большая часть инфекционных болезней сразу начинаются с общих явлений и только в дальнейшем могут дать местные локализованные поражения (брюшнотифозные язвы) или проявить избирательную способность к поражению той или иной системы (инфекционные болезни центральной нервной системы).

Таким образом, эпидемические инфекционные болезни представляют общее заболевание организма, даже если они протекают в форме местных заболеваний.

Инфекционная болезнь может протекать в легкой, средней и тяжелой форме. Течение инфекционного процесса отличается от течения других болезней рядом существенных признаков. Основное отличие заключается в цикличности течения и строгой закономерности развития болезненных явлений.

Инфекционная болезнь характеризуется, прежде всего, наличием инкубационного, или скрытого, периода, т. е. тем, что между моментом внедрения инфекции и видимым проявлением болезни проходит некоторый, весьма различный для разных болезней, но характерный для данной болезни промежуток времени. В период инкубации микроорганизм, попадая на чувствительную ткань и находя в ней благоприятные условия для своего развития, размножается и накапливает вредные специфические вещества. В то же время организм реагирует на эти новые для него вещества, приспосабливая к ним свои защитные механизмы и вступая с ними во взаимодействие, что проявляется, помимо неспецифических реакций (воспаление и др.), в специфической перестройке организма и в специфических реакциях. Доказательством активности организма в течение инкубационного периода служит наличие изменений в крови, сыворотке крови и различных тканях организма. Эти изменения выявляются в конце скрытого периода и при первом проявлении болезненных симптомов.

Период инкубации сменяется периодом предвестников болезни, или продромальным периодом, когда появляются первые симптомы болезни, еще не всегда специфические для данной инфекции (слабость, головная боль, повышение температуры). Это лишь предвестники наступающего специфического инфекционного заболевания. Продолжительность продромы невелика и исчисляется 1−2 днями; иногда этот период мало заметен и даже отсутствует.

Продромальным периодом заканчивается подготовительный период развития инфекционного процесса, и инфекционная болезнь, т. е. сумма общих специфических реакций человеческого организма на жизнедеятельность патогенного микроба, вступает в период наивысшего развития — разгар болезни. Этот период характеризуется болезненными симптомами, общими для инфекционных заболеваний и специфичными для данной болезни.

Главным общим симптомом всех инфекционных болезней является лихорадка, т. е. закономерная и в большинстве случаев характерная для данной инфекции температурная реакция.

Воспаление является также характерным признаком всех инфекционных заболеваний. Во многих случаях оно проявляется в начальном периоде как местный процесс на месте первичного внедрения инфекта. Позже воспалительным процессом поражаются различные органы и системы органов.

Кожные сыпи на слизистых оболочках, их локализация и расположение как следствие инфекционного поражения капилляров кожи являются характерным и при многих болезнях патогномоничным симптомом (100% подтверждающим диагноз симптомом). Это, например, розеола при брюшном тифе, петехия при сыпном тифе, пустула при натуральной оспе, пятна Филатова — Коплика при кори. Развитие сыпи при некоторых инфекциях проявляет закономерную последовательность, характеризующую различные стадии болезни.

Прослеживая общую закономерность развития инфекционной болезни, мы наблюдаем, что достигнув высшего развития, болезнь, если не наступает смерть, вступает в фазу затихания патологических явлений и заканчивается периодом реконвалесценции — выздоровления. Это затихание может происходить медленно, с постепенным падением температуры (лизис), или же быстро, когда все симптомы исчезают и температура падает в течение 1−2 дней или даже нескольких часов (кризис), сменяясь периодом реконвалесценции.