Biologie infekčních chorob

Mikrobiální flóry - hlavně bakterie a plísně - včetně poštovného za obvyklou rezidenty flóry, která je přítomna po celý život a je rychle obnovit v případě porušení a přechodné flóry, které mohou kolonizují hostitele celé hodiny, týdny, ale není uložena trvale. Mikroorganismy, které patří k normální flóře, může někdy způsobit onemocnění, zejména při obrany porušena.

Mezitím, místo těla bude kolonizován, bakterie určuje tropismus pro určité tkáně. Složení normální flóry bakterií a tropismus určuje řada dalších faktorů (výživy, hygieny, hygienické stavu, znečištění ovzduší). Například laktobacily jsou běžné ve střevech lidí s vysokým příjmem mléčných výrobků produkty-Haemophilus influenzae kolonizuje Tracheobronchiální strom u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí.

Hostitelské obranné mechanismy proti infekci

Ochranné mechanismy ochrany proti infekci zahrnují přírodní překážky (např kůže, sliznice), nespecifické imunitní reakce (např fagocytární buňky [neutrofily, makrofágy] a jejich produkty) a specifické imunitní reakce (například protilátky, lymfocyty).

přírodní překážky

kůže. Kůže se brání průniku mikroorganismů obecně, pokud to není fyzicky zraněn (například trauma, intravenózních katetrů nebo chirurgického řezu). Výjimku tvoří lidský papilomavirus, který může proniknout do normální kůže, což způsobuje tvorbu bradavic a některých parazitů (např., Shistosoma mansoni, Strongyloides stercoralis).

sliznice. Mnoho slizniční doslova ponoří do izolace, které mají antibakteriální vlastnosti (například cervikální hlen, slzy a kapaliny, obsahující lysozym prostaty která překonává sloučenina kyseliny muramové v bakteriální buněčné stěně, a to zejména v gram-pozitivních organismů). Místní přidělení také obsahovat imunoglobuliny, zejména IgG a sekreční IgA, které zabraňují, že mikroorganismy pronikla do hostitelské buňky.

airways. V horních dýchacích cest dýchacích cest, jsou filtrování mechanismy. V případě, že bakterie se do tracheobronchiálního stromu, a jejich odstranění se snadno dosáhne mukociliární epitelu. Kašel také pomáhá odstranit mikroorganismy. Pokud organismy dostat do plicních sklípků, alveolární makrofágy a histiocyty jejich tkáně absorbovat. Nicméně, tyto překážky lze překonat velký počet mikroorganismů, nebo se sníženou účinností obranných mechanismů v důsledku znečištění ovzduší (například kouření), nebo zásahu do obranných mechanismů (např., Endotracheální intubace, tracheostomií).

GI. Gastrointestinální bariéry zahrnují kyselé pH v žaludku a antibakteriální účinnost pankreatických enzymů, žluči a střevní sekrety. Odstranění mikroorganismů přispívá peristaltiky a aktualizaci gastrointestinální epiteliální buňky. Pokud peristaltika zpomalil (například v důsledku léky, jako je belladonna nebo opiových alkaloidů), odstraněním mikroorganismů a prodlužuje zpožděné některých infekcí, jako jsou například symptomatická shigellose. V případě porušení ochranných mechanismů v gastrointestinálním traktu pacientů vyvinout citlivost na některých infekcí (např., Achlorhydrie předurčuje k salmonelózy). Normální střevní flóry inhibici proliferace patogenů, by byla ohrožena jeho strukturu působením antibiotik může vést k nadměrnému růstu obligátně patogenů (např, Salmonella typhimurium), nebo vyvolat superinfekci normálních komenzálními organismy (například Candida albicans).

Urogenitálního traktu. Překážky urogenitálního traktu patří dlouhá močové trubice u mužů, kyselé prostředí pochvy u žen a hypertenzní renální jádra. Ledviny také produkují a vylučují velké množství Tamm-Horsfall mukoproteiny, které se vážou určité druhy bakterií, což usnadní jejich bezpečné výběr.

Nespecifické imunitní odpovědi

Cytokiny (včetně IL-1, IL-6, faktoru nádorové nekrózy, interferon-y), se vyrábí hlavně aktivovanými makrofágy a lymfocyty a indukovat reakce akutní fáze, která se vyvíjí bez ohledu na mikroorganismů-iniciátoru. Reakce zahrnuje horečku a zvýšenou produkci neutrofilů v kostní dřeni. Endoteliální buňky také produkují velká množství IL-8, která je atraktant pro neutrofily.

Zánětlivá reakce řídí imunitní systém složek do míst poranění nebo infekce, a vykazuje zvýšenou dodávky krve a zvýšení vaskulární permeabilitu, což umožňuje chemotaktické peptidy, neutrofily a mononukleární buňky opustit intravaskulární prostor. Šíření bakterií je omezena absorpcí fagocytujících buněk (například neutrofily, makrofágy). Fagocyty přibližující mikroby vyplývající zachytávání chemotaxe mikroby jejich zničení dochází působením uvolněného obsahu lysozomů. Zabíjení mikroorganismů také provedena aktivní metabolity kyslíku, jako je peroxid vodíku. Kvantitativní a kvalitativní neutrofilů defekty vedou k delší a recidivující průběh infekcí, jakož i nedostatečné účinnosti antibiotické terapie. Tyto infekce obvykle způsobí stafylokoky, gram-negativní bakterie a plísně.

Specifická imunitní odpověď

V průběhu infekce těla pacienta, může produkovat mnoho protilátek (komplexní glykoproteiny, známé jako imunoglobuliny), které se vážou na specifické antigenní mikrobiálních cílů. Protilátky přispět k eradikaci infekční agens aktivací leukocytů a systém komplementu. Za normálních okolností se systém zhroutí buněčnou stěnu mikroorganismů klasickým způsobem. Komplementu mohou být aktivovány na povrchu některých mikroorganismů prostřednictvím jiné cesty. Protilátky mohou také usnadnit ukládání látek na povrchu mikrobů známých jako opsoniny (například složka komplementu C3b), které podporují fagocytózu. Opsonizace důležité pro ničení zapouzdřených organismů, jako jsou pneumokokem a meningokoka.

Faktory, které usnadňují invazi mikrobů

Zamoření mikroorganismy zprostředkované faktory virulence, adhezi a antimikrobiální odolnosti vad obranné mechanismy hostitele.

virulentní faktory

U všech faktorů virulence, které přispívají k invazi a překonat obranné mechanismy hostitele zahrnují:

• kapsle
• enzymy,
• toxiny.

kapsle. Některé mikroorganismy (například určitých kmenů pneumokoků, meningokoky, Haemophilus influenzae typu b), je kapsle, která zabraňuje opsonizing protilátky komunikace, a tím definuje velkou virulenci, než je neenkapsulovaných kmenů.

enzymy. Bakteriální proteiny s enzymatickou aktivitou (například proteáza produkující, hyaluronidáza, neuraminidázy, elastáza, kolagenáza) usnadnit místní distribuci ve tkáni. Invazivní mikroorganismy (např., Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica) může proniknout intaktních eukaryotické buňky z povrchu sliznic.

Několik bakterie (např., Neisseria gonorrhoeae, H. influenzae, Próteus mirabilis, klostridin, Streptococcus pneumoniae) produkují LGA specifické proteázy, které štěpí a inaktivovat sekreční IgA na povrchu sliznice.

toxiny. Mikroorganismy mohou produkovat toxiny (známé jako exotoxiny), které jsou proteinové molekuly, které mohou vést k onemocnění (např., Záškrt, cholera, tetanu, botulismu) nebo zvyšující se závažností. Většina toxiny jsou spojeny se specifickými cílové buněčné receptory. Až na předem vytvořených toxinů, které způsobují onemocnění, vyvolané potravin toxinů produkovaných mikroorganismy v průběhu infekce.

Endotoxin - lipopolysacharid produkovaný gramnegativními bakteriemi, který je součástí buněčné stěny. Endotoxinu způsobuje enzymatické humorální účinky, včetně účinků na komplement, koagulace a fibrinolýza výběru kininů, do značné míry určuje závažnost onemocnění u gram-negativní sepse.

Video: Infekční nemoci a jejich prevence

další faktory. Mnoho mikroorganismů mají mechanismy, které oslabují produkci protilátek, aktivované supresorové buňky inhibují zpracování antigenu a potlačují lymfocytů mitogenezi.

Odolnost proti lytického působení komplementu v séru je spojena s virulencí. Přítomnost N. gonorrhoeae rezistence k lyži předurčuje k větší míře k šířeny než v omezeném infekce.

Video: Master Class "Techniky molekulární biologie. Polymerázová řetězová reakce (PCR)"

Některé mikroorganismy mají schopnost odolávat oxidaci během fagocytózy. Například, Legionella, nebo Listeria a nezpůsobují buď aktivně potlačit oxidační procesy, zatímco jiné speciální mikroorganismy produkují enzymy (např., Kataláza, glutathion-reduktáza, superoxid dismutáza), která negovat oxidační procesy.

mikrobiální adheze

Přilnavost na povrchy pomáhá mikroorganismy nákup základ, který může proniknout do tkaniny. Mezi faktory, které určují takovou závazek - adhesiny (molekul, které zajišťují připevnění na buňky) a buňky mikroorganismů, receptory, které se vztahují adheziny. hostitelské receptory zahrnují sacharidové skupiny na povrchu buněk a proteinů buněčného povrchu (např. fibronektin), které zvyšují vazbu určitých gram-pozitivní organismy (např., stafylokoků). Další adhezní determinanty zahrnují mikrostruktury v některých bakteriálních buněk (např. Streptococcus), tzv vláken, přes který některé bakterie se vážou na lidské epitelové buňky. Jiné bakterie, jako jsou Enterobacteriaceae (např. Escherichia coli), mají určité lepící organely zvané fimbrie nebo nápoj. Fimbrie umožňují mikroorganismus zajištěn na téměř všechny lidské buňky, včetně neutrofilů a epitelové buňky v gastrointestinálním traktu, ústní dutiny a střev.

biofilm. Biofilm - vrstvu hlenu, který může být tvořen kolem některých bakterií a poskytují odolnost proti fagocytózu a antibiotiky. Je tvořen kolem plicní Pseudomonas aeruginosa u pacientů s cystickou fibrózou, a kolem koaguláza-negativní stafylokoky syntetických zdravotnických zařízení, jako jsou intravenózní katetry, protetické cévních štěpů a stehem. Faktory, které mají vliv na pravděpodobnost vývoje biofilmu na takových zdravotnických prostředků, zahrnují struktury materiálu, jeho chemické složení a hydrofobicitu.

antimikrobiální rezistence

Genetická různorodost mikroorganismů je obrovská. Použití antibakteriálních léků nakonec zvolí pro přežití těchto kmenů, které jsou schopny odporu.

Video: OpenBio 2015 - Přednáška Sultankulova KT - Biočipy v diagnostice infekčních chorob

V mnoha případech, rezistentní bakteriální kmeny získaly geny jsou kódovány na plazmidů nebo transpozonů, a umožnit mikroorganismy syntetizovat enzymy:

• inaktivace nebo úpravou antibakteriální faktor;
• mění schopnost bakteriálních buněk akumulovat antibakteriální složky;
• brání inhibici proti infekcím.

Minimalizace zneužívání antibiotik je důležité pro zdraví, protože To snižuje tvorbu odporu mezi bakterií.

Porušení obranné mechanismy hostitele

K dispozici jsou dva typy imunodeficiencí, které ovlivňují schopnost člověka bojovat s infekcí: primární imunodeficience a sekundární (získaná) imunodeficience.

Primární imunodeficience genetické popsán proiskhozhdeniyu- > 100 primární imunodeficience. Většina z nich se vyskytuje v průběhu mladenchestva- ale až o 40% schopen rozpoznat během dospívání nebo v dospělosti.

Získané imunitní nedostatečnosti způsobena jiným onemocněním (např, rakovina, infekce HIV, chronické onemocnění), nebo vystavení chemikálií nebo léků, které jsou toxické pro imunitní systém.

stroje. Imunitní poruchy mohou zahrnovat:

• buněčná imunita,
• humorální imunita
• fagocytární systém
• komplementový systém.

deficity buňky - je obvykle vady v T-buňkách, nebo kombinované imunitní poruchy. T buňky přispívají k destrukci organismů intracelulární tak, pacienti s vadami v T-buněk se může objevit oportunní infekce, jako je například Pneumocystis jirovecii a kryptokokovou infekce. Chronický charakter těchto infekcí může vést k zastavení nárůstu tělesné hmotnosti u dětí, chronický průjem a konstantní orální kandidóza.

Humorální deficity jsou obvykle způsobeny neschopností B buněk k produkci imunoglobulinů. Pacienti s tímto typem vady se obvykle vyskytují infekcí spojených s zapouzdřenými organismy (např, H. influenzae, Streptococcus). Pacienti mohou zaznamenat nedostatečným růstem (u dětí), průjem a opakující se infekce sinusopulmonalnye.

Vada fagocytární systém zahrnuje přímé imunitní odpověď na bakteriální infekce a může vést k opakujícím se abscesy, těžkou pneumonii nebo pomalé hojení pupečníku.

vady Primární komplementu jsou vzácné. Pacienti s tímto typem defektu se může objevit opakující se infekce způsobené bakteriemi pyogenními (např, zapouzdřených bakterií rodu Neisseria. Mají také zvýšené riziko autoimunitních onemocnění (např, systémový lupus erythematodes).

Video: Hromady organického odpadu nalézt v Novoberezanskom

projevy infekce

Projevy mohou být lokální (např, celulitida, absces) nebo systémové, často horečku. Vypracovat změny v mnoha orgánových systémů. V těžké generalizované infekce pravděpodobnosti život ohrožujících komplikací (např sepsi, septický šok). Většina z nich zmizí v úspěšné léčbě primární infekce.

klinické projevy. Ve většině infekcí zvyšuje srdeční frekvenci a tělesná teplota stoupá, ale některé infekce (např., Břišní tyfus, tularemie, brucelóza, horečka) může probíhat bez zvýšení srdeční frekvence, úměrná stupni horečky. Hypotenze může být důsledkem hypovolemii nebo septického šoku. Distribuované hyperventilace a respirační alkalóza.

Změny ve vědomí (encefalopatie), může dojít v závažných infekcí a to bez ohledu na to, zda je přítomen infekci centrálního nervového systému. Encefalopatie je nejčastější a závažné onemocnění u starších lidí, a může projevit úzkost, zmatenost, delirium, stupor, záchvaty, křeče a koma.

hematologické projevy. Infekčních nemocí obecně zvyšuje počet cirkulujících zralé a nezralé neutrofily. Mechanismy pro tyto reakce jsou demarginatsii a izolaci nezralé granulocyty z kostní dřeně, izolaci jako IL-1 a IL-6-zprostředkované neutrofily z kostní dřeně a faktorů stimulujících, zprostředkovaných makrofágy, lymfocyty a jiné tkáně. S podstatným závažnosti těchto jevů (například poranění, zánět a podobné napětí) může být výběr z velkého počtu nezralých leukocytů v krevním řečišti (leukemoid reakce), s počtem leukocytů na 25-30 * 109 / l.

Naopak, některé infekce (např., Břišní tyfus, brucelóza) běžně způsobují neutropenii. Když zobecnit závažných infekcí hluboká neutropenie je často prognosticky nepříznivé. Charakteristické morfologické změny v neutrofilů pacientů se sepsí zahrnují telecího Příčina, toxické granulaci a vakuolizaci.

Anémie může vyvinout navzdory odpovídajících zásob železa ve tkáni. V případě chronické anemie, je hladina železa v plazmě a celkové kapacity pro jeho vazby může být snížena. Závažné infekce, zejména těch, způsobených gram-negativními organismy, může vyvolat diseminovanou intravaskulární koagulaci.

Jiné orgánové systémy. Funkčnost plic může snížit, postupuje do akutního respiračního selhání a selhání dýchacích svalů.
Renální projevy se liší od minimálních proteinurie na akutní selhání ledvin, které mohou být důsledkem šoku a akutní tubulární nekrózy, glomerulonefritidy a tubulointersticiální onemocnění.

Jaterní dysfunkce, včetně cholestatickou žloutenkou nebo jaterní nedostatečnost, která je vlastní mnoha infekcí. Krvácení z horního GI v důsledku stresu, může to být také pozorovány při sepsi.

endokrinní poruchy zahrnují zvýšenou produkci hormon stimulující štítnou žlázu, vasopresin, inzulínu a glukagonu, jakož i kosterních svalových bílkovin a kostní demineralizace. Hypoglykémie zřídka se vyvíjí v sepsi, ale nedostatečnost nadledvin je možné u pacientů se sepsí a hypoglykemii. Hyperglykemie může být brzy příznakem infekce u diabetiků.