Как правило, инфекционные заболевания провоцируются микроорганизмами, которые проникают в тело и начинают размножаться. Существует много типов инфекционных микроорганизмов (см. также Общие сведения об инфекционных заболеваниях).
Ниже приведены некоторые примеры того, как микроорганизмы могут проникать в организм человека:
через рот, глаза или нос;
во время полового акта;
через раны или укусы;
из зараженных медицинских приборов.
Люди могут проглатывать микроорганизмы, глотая зараженную воду или употребляя зараженные продукты. Они могут вдыхать споры, пыль или зараженные капельки во время кашля или чихания другого человека. Люди могут прикасаться к загрязненным предметам (например, дверной ручке) или непосредственно контактировать с зараженным человеком и даже касаться его глаз, носа или рта.
Некоторые микроорганизмы распространяются через физиологические жидкости, такие как кровь, семенная жидкость и кал. Таким образом, они могут проникнуть в организм во время полового акта с инфицированным партнером. Они также могут проникнуть в организм при неполовых контактах с жидкостями организма, например, при оказании персонального ухода или медицинских услуг.
Укусы человека и животных, а также другие раны, которые разрывают кожу, позволяют микроорганизмам проникнуть в организм человека. Инфицированные насекомые и клещи могут передавать заболевания во время укуса.
Микроорганизмы могут также попасть на медицинские приборы (например, катетеры, искусственные суставы, а также искусственные клапаны сердца), размещенные в теле человека. Микроорганизмы могут присутствовать на приборе при его вводе в том случае, если прибор был случайно заражен. Или же инфекция с другого участка может распространиться через кровоток и попасть на уже имплантированный прибор. Поскольку имплантированный материал не обладает естественными защитными механизмами, микробы могут легко расти и размножаться, приводя к заболеванию.
Чтобы вызвать инфекцию, после проникновения в тело микроорганизмы должны начать размножаться. После начала размножения возможен 1 из 3 вариантов развития событий:
Микроорганизмы продолжают размножаться и поражают защитные механизмы организма человека.
Достигается состояние баланса, приводящее к хронической инфекции.
Организм человека (сам или с помощью лечения) уничтожает и устраняет проникший микроорганизм.
Проникновение микроорганизмов начинается с момента, когда они попадают на клетки организма человека. Адгезия — это особенный процесс, который предполагает связи по типу «замок и ключ» между микроорганизмом и клеткой тела человека. Способность прикрепляться к поверхности клетки позволяет микроорганизмам создавать базу, с которой начинается проникновение в ткани.
Скопление микроорганизмов возле участка проникновения, распространение на другие участки и степень тяжести инфекции зависят от следующих факторов:
вырабатывает ли микроорганизм токсины, ферменты или другие вещества;
имеет ли он устойчивость к противомикробным препаратам;
блокирует ли защитные механизмы тела;
насколько хорошо работает иммунная система человека.
Множество болезнетворных микроорганизмов обладает свойствами, которые усиливают тяжесть вызванных ими заболеваний (вирулентность) и способствуют их сопротивлению защитным механизмам организма. Эти свойства включают следующие:
Токсины
ферменты;
способность блокирования защитных механизмов организма.
Выработка токсинов и ферментов
Некоторые микроорганизмы, которые проникают в тело человека, вырабатывают токсины. Токсины — это химические вещества, которые могут наносить вред живым существам. Токсины могут быть искусственными, например, некоторые инсектициды, или естественными, например, вырабатываемыми определенными микроорганизмами. Например, бактерии Clostridium tetani в зараженной ране вырабатывают токсин, который вызывает столбняк. Некоторые заболевания вызваны токсинами, которые вырабатываются микроорганизмами вне тела человека. Например, бактерия стафилококка, находящаяся в еде, может вырабатывать токсин, который приводит к пищевому отравлению при употреблении такой пищи, даже если сам стафилококк был убит. Большинство токсинов содержит компоненты, которые связываются с молекулами конкретных клеток (клеток-мишеней). Токсины играют центральную роль в таких заболеваниях, как столбняк, синдром токсического шока, ботулизм, сибирская язва и холера.
Некоторые бактерии вырабатывают ферменты, которые разрушают ткани, позволяя инфекции распространяться еще быстрее. Другие бактерии вырабатывают ферменты, которые позволяют им проникать и/или проходить через клетки.
Блокирование защиты организма
Некоторые микроорганизмы обладают способностью блокирования защитных механизмов организма, например:
они мешают выработке антител либо В-клеток или Т-клеток (типы лейкоцитов), которые специально вооружены для уничтожения микроорганизмов;
они разрушают защитные антитела;
они имеют внешние защитные оболочки (капсулы), не позволяющие лейкоцитам-защитникам поглощать микроорганизмы (например, после попадания в легкие капсула грибка криптококкоза утолщается, чтобы противостоять защитным механизмам организма);
они устойчивы к расщеплению (лизису) веществами, циркулирующими в крови;
они вырабатывают вещества, которые противодействуют антибиотикам.
Некоторые бактерии могут производить слой слизи, называемый биопленкой, в которой они живут. Биопленка помогает им прикрепляться к клеткам и инородному материалу, например, к внутривенным катетерам, шовному материалу, искусственным суставам, к крепежному материалу, удерживающему сломанные кости на месте (например, к штифтам, винтам, стержням и пластинам), а также к медицинским имплантатам и устройствам. Биопленка защищает бактерии от поглощения иммуноцитами и нейтрализации антибиотиками.
Микроорганизмы, изначально не обладающие способами блокирования защитных механизмов организма, могут выработать их с течением времени. Например, после длительного контакта с пенициллином некоторые микроорганизмы вырабатывают устойчивость к этому антибиотику (которая называется устойчивость к антибиотикам).
Нарушение функции иммунной системы
При плохом функционировании иммунной системы (так называемый ослабленный иммунитет) люди более восприимчивы к инфекциям. Иммунная система может плохо работать по следующим причинам:
Люди рождаются с наследственным заболеванием (иммунодефицитное состояние), которое повреждает иммунную систему.
Приобретенное заболевание (например, ВИЧ-инфекция или рак), которое ослабляет иммунную систему.
Пациенту необходимо принимать лекарственные препараты, которые подавляют иммунную систему (иммунодепрессанты, в том числе кортикостероиды), например, препараты для предотвращения отторжения пересаженного органа или препараты, используемые для снижения воспаления.
