Теория механизма передачи возбудителей инфекционных болезней

В жизненном цикле возбудителя-паразита выделяют две фазы: 1) пребывание в организме хозяина; 2) перемещение из организма одного хозяина в организм другого хозяина. В первой фазе происходит питание и размножение возбудителей инфекционных болезней.

Условия в фазе пребывания возбудителя в организме хозяина не мо­гут обеспечить сохранение его как биологического вида. Во-первых, это связано с гибелью возбудителя под влиянием защитных механизмов орга­низма человека. Во-вторых, если защитные механизмы (прежде всего, им­мунитет) не позволяют макроорганизму избавиться от возбудителей, то

гибель последних наступит вместе со смертью каждого заболевшего. По­этому в патологии человека значение имеют лишь те паразиты, у которых в процессе эволюции появилась способность к смене своих хозяев, т. е. выработались механизмы передачи.

Механизм передачи — это эволюционно сложившийся процесс пе­ремещения возбудителя в пределах одной популяции из организма одного хозяина в восприимчивый организм другого хозяина, который обеспечи­вает сохранение возбудителя как биологического вида в природе.

Согласно сформулированному Л. В. Громашевским основному зако­ну, паразитизм есть результат эволюционного процесса приспособления вида микроорганизмов как к условиям существования в определенных ви­дах биологических хозяев, так и к распространению в популяциях этих хо­зяев. Механизм передачи — обязательное условие существования парази­та как вида в природе.

Механизм передачи можно разделить на три взаимообусловленные (взаимосвязанные) фазы (рис. 3).

Рис. 3.Фазы механизма передачи возбудителей инфекции (2-я и 3-я фазы реализуются через факторы передачи: воду, пищу, воздух, предметы обихода, живых переносчиков)

Первая фаза — выведение возбудителя из источника инфекции — обусловливается локализацией возбудителя в макроорганизме и реализу­ется при определенной группе инфекционных болезней одним и тем же путем.

Инфицированный организм человека или животного, в котором пато­генные возбудители могут жить, размножаться, накапливаться и выде­ляться во внешнюю среду, называется источником инфекции. То есть это естественная среда обитания возбудителя.

Среди людей источниками инфекции могут быть больные и носители. Важнейшими характеристиками больных как источников инфекции являют­ся период заразительности и тяжесть клинических проявлений заболевания.

Учитывая цикличность течения инфекционных болезней, следует от­метить, что в инкубационном периоде при большинстве инфекционных бо­лезней возбудители во внешнюю среду не выделяются и, следовательно, заразительность таких лиц исключается. Однако, если в инкубационном пе­риоде выделение возбудителей имеет место, то это резко повышает эпиде­мическую значимость таких лиц как источников инфекции и существенно затрудняет профилактическую работу. Это связано с отсутствием клиниче­ских проявлений в инкубационном периоде и возможности выявить подоб­ные источники инфекции. Указанное положение характерно для вирусного гепатита А и является одной из основных причин широкого распростране­ния данной инфекции. В период разгара заболевания количество возбуди­телей в организме больного достигает максимума. Вирулентность возбуди­телей, выделяющихся на фоне клинических проявлений, существенно вы­ше, чем в другие периоды течения заболевания. Наряду с этим, для инфек­ционных заболеваний характерны симптомы, которые способствуют осво­бождению организма от возбудителей (кашель, насморк — при аэрозоль­ных инфекциях; диарея — при кишечных инфекциях и т. д.). В итоге пери­од разгара характеризуется максимальным выделением возбудителя из ор­ганизма больного и этим определяется наибольшая эпидемическая опас­ность инфекционных больных в разгар клинических проявлений.

В периоде реконвалесценции в большинстве случаев клиническое вы­здоровление по времени совпадает с освобождением организма больного от возбудителей. Иногда у некоторых лиц на фоне клинического выздо­ровления продолжается выделение возбудителя и, естественно, они могут явиться источником инфекции для окружающих.

Таким образом, наибольшую эпидемическую опасность больные представляют в период разгара болезни. Затем следует период реконва- лесценции. При некоторых инфекционных болезнях источниками инфек­ции могут быть и лица, находящиеся в инкубационном периоде.

Эпидемическая значимость тяжести клинических проявлений заклю­чается в следующем. Больной тяжелой формой инфекционного заболева­ния при прочих равных условиях является мощным источником инфек­ции, поскольку выделяет большое количество высоковирулентных возбу­дителей. Однако тяжелое течение болезни резко ограничивает активность подобных источников инфекции, и в итоге наибольшую эпидемическую опасность представляют больные с легкими клиническими формами. Ос­новными причинами высокой эпидемической значимости больных легки­ми формами являются: а) в структуре заболеваемости, как правило, легкие формы встречаются чаще, чем тяжелые; б) больные легкими формами позже обращаются или совсем не обращаются за медицинской помощью; в) диагноз таким больным из-за неопределенности клинической картины устанавливается позже; г) изоляция больных легкими формами менее

строгая и часто осуществляется в домашних условиях. Эпидемическая опасность больных легкими формами инфекционных заболеваний еще бо­лее возрастает, если при этом имеет место выделение возбудителей из ис­точника инфекции в инкубационном периоде.

Носительство возбудителей инфекционных болезней — это выделе­ние возбудителя из организма человека при отсутствии клинических про­явлений заболевания. По продолжительности различают транзиторное, острое и хроническое носительство.

Транзиторное носительство предполагает кратковременное (чаще всего — однократное) выделение возбудителя при отсутствии клиниче­ских проявлений заболевания.

Острое носительство — выделение возбудителя в пределах от не­скольких дней до двух-трех месяцев. Острое носительство преимущест­венно является следствием недавно перенесенного заболевания.

Хроническое носительство — выделение возбудителя в течение мно­гих месяцев и даже лет. Этот вид носительства также чаще всего форми­руется в результате перенесенного заболевания у лиц с дефектами иммун­ной системы.

Степень эпидемической значимости указанных форм носительства при прочих равных условиях прямо пропорциональна его продолжитель­ности. Однако при отдельных инфекциях в конкретных условиях роль острых носителей как источников инфекции может быть более сущест­венной, чем лиц, находящихся в состоянии хронического носительства.

При анализе механизма развития эпидемического процесса при зоо­нозах используют понятия «основные» и «дополнительные» источники инфекции. Основной источник — это специфический хозяин возбудителя, обеспечивающий его сохранение как биологического вида (естественная среда обитания). Дополнительный источник — неспецифический хозяин возбудителя, способный передавать его людям. Человек при отдельных зоонозах (чума) может становиться дополнительным, в эпидемическом отношении наиболее опасным источником инфекции.

Резервуар инфекции — совокупность популяций возбудителя во взаимодействии с естественной средой обитания.

Вторая фаза механизма передачи — пребывание возбудителя во внешней среде — зависит от способа выведения возбудителя, предопреде­ляющего среду, в которую он попадает после выведения из макроорганиз­ма. Так, возбудитель, покинувший организм источника инфекции во время разговора, кашля или чихания, неизбежно прежде всего попадает в воздух. Возбудитель, выделившийся с испражнениями, попадает на различные объ­екты, которые и принимают участие в его дальнейшем пространственном перемещении. Таким образом, фаза пребывания возбудителя во внешней среде неразрывно связана с фазой выведения его из источника инфекции.

Для реализации фазы пребывания возбудителя во внешней среде не­обходимы факторы передачи, т.

Элементы внешней среды, на которые возбудитель попадает, выделя­ясь из организма, называют первичными факторами передачи, а которые доставляют его в восприимчивый организм — конечными факторами пе­редачи. Иногда и первичным, и конечным фактором передачи является один и тот же элемент внешней среды (например, воздух). В ряде случаев перенос возбудителя с первичного фактора на конечный осуществляется с помощью промежуточных факторов передачи.

Отдельные виды возбудителей эволюционно приспособлены не толь­ко к конкретной локализации в организме хозяина, но и к конкретным факторам передачи. Это специфические факторы. Остальные являются дополнительными, но они в тех или иных конкретных условиях могут приобретать важное эпидемиологическое значение.

Совокупность факторов передачи, участвующих в перемещении конкретного возбудителя от конкретного источника инфекции к конкрет­ному восприимчивому организму, определяют как путь передачи возбу­дителя инфекции.

Различные пути передачи называются по конечному фактору переда­чи: воздушно-капельный, водный, пищевой, контактно-бытовой и другие.

Третья фаза — внедрение возбудителя в восприимчивый организм — обусловливается предыдущей фазой (пребывание возбудителя во внешней среде). А характер и природа факторов, вносящих возбудителя в восприим­чивый организм, определяют первичную локализацию возбудителя в нем. Внедрение возбудителя в восприимчивый организм осуществляется при физиологических (дыхание, прием пищи) и патологических (нарушения це­лостности кожных покровов и слизистых) процессах.

Паразиты приспособились к существованию в организме человека в четырех средах: дыхательные пути, кишечник, кровь, наружные покровы.

Аэрозольный механизм передачи — специфический для возбудите­лей инфекционных болезней, первично локализующихся в дыхательных путях (рис. 4). При этом возбудители выделяются из источника инфекции в составе капелек (капельная фаза аэрозоля), которые концентрируются вокруг источника на расстоянии 1-2 м, и опасность заражения снижается пропорционально квадрату расстояния от источника инфекции. Крупные

капли быстро оседают. Капельки, оставшиеся в воздухе, подсыхают в ближайшие 20 минут после выделения. Лишь при соответствующем соче­тании температуры и влажности они могут сохраняться до двух часов и более. При подсыхании капельная фаза аэрозоля переходит в капельно­ядрышковую. Этот процесс сопровождается массовой гибелью микроор­ганизмов. Возбудители, слабоустойчивые во внешней среде, погибают полностью, более резистентные — лишь частично. «Ядрышки» с частица­ми размером менее 100 мкм могут часами находиться во взвешенном со­стоянии, перемещаться с конвекционными токами внутри помещения и проникать за его пределы через коридоры и вентиляционные ходы.

Следовательно, заражение возбудителями, находящимися в составе капельно-ядрышковой фазы аэрозоля, возможно как в помещении, где на­ходится источник инфекции, так и за его пределами.

Крупные капельки, осевшие на предметы обихода, подсыхают, со­единяются с пылью, и в результате формируется вторичная пылевая фаза аэрозоля, содержащего возбудителей. Наиболее важным фактором образо­вания пылевой фазы бактериального аэрозоля является мокрота. Пылинки размером менее 100 мкм могут долго находиться во взвешенном состоя­

нии, перемещаться с потоками воздуха в соседние помещения и вызывать заражение восприимчивых лиц.

Аэрозольный механизм передачи является очень активным, поэтому в случае возникновения источника инфекции обеспечивает почти всеобщее заражение людей. В связи с простотой реализации данного механизма пе­редачи (выдох-вдох), и коротким временем пребывания возбудителей вне живого организма подавляющее большинство из них обладают невысокой устойчивостью во внешней среде. Аэрозольным механизмом передаются возбудители дифтерии, кори, гриппа, менингококковой инфекции и др.

Фекально-оральный механизм передачи является специфическим для возбудителей инфекционных болезней, местом первичной локализа­ции которых является желудочно-кишечный тракт (рис. 5).

Рис. 5.Схема фекально-орального механизма передачи возбудителя

Возбудители выделяются во внешнюю среду с испражнениями и рас­пространяются преимущественно посредством трех групп факторов пере­дачи — пищевых продуктов, воды и предметов обихода. В отдельных слу­чаях значение в передаче возбудителей кишечных инфекций могут иметь мухи (механические переносчики). Особенностью факторов передачи (пищевых продуктов) в рамках фекально-орального механизма является то, что отдельные из них служат благоприятной средой для размножения возбудителей. Накопление возбудителей в таких факторах передачи обу­

словливает заражение людей большими дозами микроорганизмов и разви­тие тяжелых клинических форм заболеваний. Посредством предметов обихода и воды в организм человека вносится небольшое количество воз­будителей, поэтому заболевания, связанные с этими факторами передачи, в большинстве случаев протекают в легких формах. Масштабы заражения инфекционными заболеваниями, возбудители которых распространяются фекально-оральным механизмом передачи, зависят от объемов употребле­ния обсемененных пищевых продуктов и воды. В связи с тем, что для реа­лизации фекально-орального механизма передачи требуется определенное время, а возбудителям приходится длительный период находиться на фак­торах передачи, они должны обладать высокой устойчивостью во внешней среде. Фекально-оральным механизмом передаются возбудители брюшно­го тифа, дизентерии, вирусного гепатита А и др.

Трансмиссивный механизм передачи является специфическим для возбудителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых служит кровь (рис. 6).

Рис.6. Схема трансмиссивного механизма передачи возбудителя

При локализации в крови возбудители не имеют выхода из организма, поэтому дальнейшее их распространение возможно только с участием кровососущих членистоногих. В организме живых переносчиков происхо­дит или накопление возбудителя, или определенный цикл его развития. Основными переносчиками являются комары, вши, блохи, клещи, моски­ты. В отличие от факторов неживой природы живые переносчики активно нападают на людей и при значительной численности способны обеспечить очень высокую степень их заражаемости. Так как возбудители, передаю­щиеся кровососущими переносчиками, с факторами внешней среды прак­

тически не контактируют, им не требуется высокая устойчивость, поэтому для большинства из них характерна слабая устойчивость во внешней сре­де. Трансмиссивным механизмом передаются возбудители малярии, сып­ного и возвратного тифов и др.

Контактный механизм передачи является специфическим для воз­будителей инфекционных болезней, местом первичной локализации кото­рых служат наружные покровы. Контактный механизм передачи реализу­ется при соприкосновении пораженных участков кожи источника инфек­ции со здоровыми участками кожи (слизистых) восприимчивых людей. В данном случае передача возбудителей осуществляется прямым контактом. К контактному механизму передачи относится и донесение возбудителя до кожных покровов (слизистых) восприимчивых лиц посредством предме­тов обихода, обсемененных возбудителями (непрямой контакт). Контакт­ный механизм передачи обычно обусловливает ограниченное распростра­нение инфекционных болезней. В этих случаях в эпидемический процесс вовлекается узкий круг лиц, объединенных бытовыми помещениями и пользующихся общими предметами. Контактным механизмом передаются возбудители столбняка, венерических заболеваний и др.

Таким образом, локализация возбудителя в организме источника ин­фекции и механизм его передачи представляют собой взаимно обусловли­вающие явления, которые, закономерно сменяя друг друга, образуют не­прерывную цепь, обеспечивающую сохранение возбудителя как биологи­ческого вида в природе.

Указанные механизмы передачи обеспечивают распространение воз­будителей инфекционных болезней среди особей одного поколения, т. е. являются горизонтальными. Передачу возбудителей от матери плоду обеспечивает вертикальный (трансплацентарный) механизм передачи. При вертикальном механизме передача возбудителей осуществляется в течение всего периода внутриутробного развития, т. е. от зачатия до появ­ления новорожденного. Самые тяжелые дефекты, уродства плода отмеча­ются при инфицировании в стадии эмбриогенеза. В пределах вертикально­го механизма выделяют 4 пути передачи: герминативный (зародышевый), гематогенно-трансплацентарный (гематогенный переход возбудителей от беременной к плоду в течение внутриутробного периода с момента фор­мирования собственного кровообращения эмбриона), восходящий через влагалище и матку (заглатывание или аспирация плодом контаминирован­ных возбудителем околоплодных вод с 5-го месяца), интранатальный (ин­фицирование новорожденного во время прохождения им родовых путей).

Эпидемическая значимость вертикального механизма состоит в том, что дети, заразившиеся внутриутробно от своих матерей, представляют эпидемическую опасность для окружающих. Так могут передаваться воз­

будители краснухи, токсоплазмоза, герпетической, цитомегаловирусной инфекций и др.

В процессе разработки новых способов диагностики, лечения и про­филактики инфекционных болезней в медицине сформировался новый ме­ханизм заражения человека возбудителями инфекционных болезней. Его назвали артифициальным(artificial — искусственный) (рис. 7). Создание крупных больниц, существенное увеличение числа «агрессивных» вмеша­тельств, инвазивных диагностических и лечебных процедур, формирова­ние госпитальных штаммов и другие факторы способствовали интенсифи­кации артифициального механизма заражения. В пределах артифициаль- ного механизма заражения могут реализовываться ингаляционный (искус­ственная вентиляция легких, интубация); контактный (неинвазивные ле­чебные и диагностические манипуляции); энтеральный (фиброгастродуо- деноскопия, энтеральное питание); парентеральный (инвазивные лечебные и диагностические манипуляции) пути передачи.

Рис. 7.Схема артифициального механизма заражения

Артифициальный механизм заражения не является механизмом пере­дачи, так как не соответствует определению этого понятия (эволюционно сложившийся процесс, необходимый для существования возбудителя как вида в природе). Возбудители инфекционных заболеваний человека, кото­рые в настоящее время чаще распространяются с помощью искусственно­го механизма заражения (ВИЧ, вирусный гепатит В, вирусный гепатит С и другие), всегда имеют естественный главный механизм передачи, который обусловливает сохранение их как вида в природе.

Определить тип механизма передачи можно лишь при анализе харак­тера распространения возбудителей в пределах популяции одного вида. Проникновение возбудителя из популяции хозяев одного вида (животных) в популяцию хозяев другого вида (человека) не является механизмом пе­

редачи, поскольку это перемещение никакого значения для сохранения в природе возбудителя как биологического вида не имеет. Применительно к зоонозам механизм передачи имеет место лишь при эпизоотическом про­цессе. В отношении людей говорят о механизме (процессе) заражения или путях передачи возбудителей зоонозных инфекций.