Patogeny i ich wpływ na organizm człowieka.

Wrota i drogi zakażenia organizmu.

Immunologia.

Patogen - czynnik chorobotwórczy – ciało obce, twór biologiczny lub mikroorganizm wywołujący chorobę u danego organizmu.

Wyróżnia się następujące typy patogenów:

1. ożywione (bakterie, wirusy, pasożyty),

2. nieożywione,

• chemiczne (toksyczne związki chemiczne)

• niedobory pokarmowe,

• fizyczne (światło lasera, promieniowanie jonizujące, silne pole magnetyczne, urazy mechaniczne, temperatura).

Zazwyczaj pojęcie to odnosi się do czynników biologicznych.

Chorobotwórczość

• zdolność drobnoustroju do wywołania choroby na drodze zakażenia naturalnego.

• chorobotwórczość drobnoustroju uwarunkowana jest cechami drobnoustroju oraz zakażonego organizmu.

• cechy drobnoustroju decydujące o jego chorobotwórczości to zjadliwość i toksyczność.

Zjadliwość

• suma cech patogenicznych określonego gatunku drobnoustroju, obejmująca zarówno jego zdolność wnikania i rozprzestrzeniania się w organizmie, jak też toksyczne i enzymatyczne działanie na tkanki.

Toksyczność

• zdolność do wydzielania toksyn – jadów o patogennym działaniu na organizm gospodarza.

Nosicielstwo

• w mikrobiologii i chorobach zakaźnych to stan, w którym u nosiciela (człowieka lub zwierzęcia) po przechorowaniu choroby zakaźnej lub w wyniku bezobjawowego zakażenia utrzymuje się obecność czynnika zakaźnego mimo braku objawów chorobowych.

• stan równowagi immunobiologicznej między drobnoustrojem i zakażonym organizmem, polegającej na tym, że drobnoustrój namnaża się i jest wydalany na zewnątrz ale nie działa patogennie na zakażony organizm.

• nosiciel nie wykazuje objawów chorobowych, ale wydala na zewnątrz zarazki z moczem, plwociną i kałem

Nosiciele – podział na:

• zdrowych – tacy, którzy chorowali, nie wykazują objawów klinicznych choroby, ale można od nich wyizolować zarazki.

• ozdrowieńców – tacy, którzy chorowali i wydzielają drobnoustrój w okresie rekonwalescencji.

• stałych i okresowych.

Epidemia: gwałtowny wzrost występowania choroby w danym miejscu i danym czasie pod wpływem tego samego i zwykle pojedynczego czynnika sprawczego.

165-180 – epidemia ospy prawdziwej w Imperium Rzymskim

1347-1352 – epidemia dżumy w Europie (tzw. "Czarna śmierć") zabija 1/3 ludności Kontynentu

1665 – epidemia dżumy w Londynie

1707 – epidemia dżumy w państwach biorących udział w wojnie północnej

1800 – wielka epidemia żółtej gorączki w Hiszpanii i Afryce Północnej

1831 – epidemia cholery na Śląsku

1963 – epidemia ospy prawdziwej we Wrocławiu (Liczba osób chorych na ospę lub podejrzanych o tę chorobę wyniosła wówczas 115 osób, a dla siedmiu była bezpośrednią przyczyną śmierci)

Endemia: stałe występowanie choroby na danym terenie o stałej liczbie chorych. Np. KZM kleszczowe zapalenie mózgu w Polsce występuje głównie na terenie dwóch województw: podlaskiego i warmińsko-mazurskiego

Pandemia: (gr. pan = wszyscy + gr. demos = lud), wielka epidemia obejmująca cały kraj
a niekiedy kilka krajów, kontynent

grypa hiszpanka (1918-1919) – ponad 50 mln ofiar śmiertelnych na całym świecie

grypa azjatycka (1957) – ok. 1 mln ofiar śmiertelnych na całym świecie

grypa Hong-Kong (1968) – ok. 1 mln ofiar śmiertelnych na całym świecie

pandemia grypy A/H1N1(od 11 czerwca 2009) - ok. 12799 ofiar na całym świecie

AIDS – masowe zachorowania; zwłaszcza na kontynencie afrykańskim

Okres zaraźliwości - czas, w którym zainfekowany człowiek może być źródłem zakażenia dla innych ludzi

Izolacja - ograniczenie lub całkowity brak kontaktów ludzi chorych od zdrowych

Kwarantanna - czasowe odosobnienie (dawn. 40-dniowe z łac. quarantena, czyli 40) ludzi, co do których istnieje podejrzenie, że mogą być roznosicielami chorób zakaźnych, miały kontakt z ludźmi chorymi.

Dochodzenie epidemiologiczne – rozpoznanie ogniska epidemicznego, ustalenie czynnika etiologicznego, źródła i wrót zakażenia oraz wykrycie i przecięcie dróg transmisji a w rezultacie jego wygaszenie

KLASYFIKACJA DROBNOUSTROJÓW:

Podział drobnoustrojów na spokrewnione grupy.

Podziału dokonuje się na podstawie występowania podobnych cech.

• Eucaryotae (mikroorganizmy posiadające jądro komórkowe): grzyby, pierwotniaki

• Procaryotae (mikroorganizmy nieposiadające jądra komórkowego oraz takich struktur jak: mitochondrium, lizosomy, plastydy): bakterie

• Virales: wirusy (cząstki zawierające kwas nukleinowy DNA lub RNA oraz różne zorganizowane białka, niemające własnego metabolizmu)

Przyczyną chorób zakaźnych mogą być następujące czynniki etiologiczne:

1. bakterie

2. wirusy

3. grzyby

4. priony

5. riketsje

1. Bakterie

Wielkość komórki bakteryjnej: od 1-10 µm, największe do 40-50 µm

Formy kuliste: ziarniaki (cocci)

1. Pojedyncze Micrococcus

2. Podwójne – Diplococcus (dwoinka)

3. Poczwórne – Tetracoccus

4. Paciorkowce – Streptococcus

5. Gronkowce – Staphylococcus

6. Pakietowce - Sarcina

Formy cylindryczne:

1. Pałeczki - Bacterium

2. Laseczki - Bacillus

3. Maczugowce - Corynebacterium

4. Wrzecionowce - Fusobacterium

5. Prątki - Mycobacterium

Formy spiralne:

1. Przecinkowce - Vibrio

2. Śrubowce – Spirillum - Rhodospirillum

3. Krętki – Spirochetae (Borrelia, Treponema, Leptospira)

Podział na bakterie Gram +, Gram – (wybarwienie metodą Grama)

• Gram dodatnie – bakterie barwiące się na fioletowo (w budowie komórki bakterii G+, w przeciwieństwie do Gram-ujemnych, nie wyróżnia się zewnętrznej błony komórkowej. Ściana komórkowa bakterii G+ jest grubsza od ściany bakterii G−).

• gronkowce (Staphylococcus)

• paciorkowce (Streptococcus)

• laseczka tężca (Clostridum tetani)

• laseczki zgorzeli gazowej (Clostridium perfringens)

• laseczka wąglika (Bacillus anthracis)

• maczugowiec błonicy (Corynebacterium diphtheriae)

• prątek gruźlicy – Kocha (Mycobacterium tuberculosis)

• prątek trądu (Mycobacterium leprae)

• pałeczka Listeria monocytogenes

• Gram ujemne – bakterie barwiące się na czerwono

• pałeczki z rodzaju Brucella

• pałeczki z rodzaju Salmonella

• pałeczki z rodzaju Shigella

• pałeczki z rodzaju Klebsiella

• krętek blady (Treponema pallidum)

• pałeczka okrężnicy (Escherichia coli)

• pałeczka dżumy (Yersinia pestis)

• przecinkowiec cholery (Vibrio cholerae)

• pałeczka Helicobacter pylori

• pałeczka Haemophilus influenzae

• Proteus

Toksyny – najsilniejsza broń bakterii; najczęściej mają działanie wybiórcze i powodują wystąpienie objawów choroby.

Istnieją dwa rodzaje trucizn wytwarzanych przez bakterie - egzotoksyny i endotoksyny.

• Egzotoksyny są wytwarzane do środowiska. Nawet bardzo niewielka dawka takiej substancji potrafi zabić. Przypuszcza się, że blokują procesy chemiczne w komórkach lub mają działanie podobne do enzymów, czyli niszczą podstawowe składniki komórek. Można się przed nimi bronić – są łatwo unieczynniane przez enzymy trawienne oraz podwyższoną temperaturę.

• Endotoksyny, są połączeniem wielocukrów, cukrów i białek. Wchodzą w skład powierzchniowych struktur komórek. Uwalniane są dopiero po autolizie komórki bakteryjnej. Endotoksyny nie są tak groźne jak egzotoksyny, ale też nie ulegają tak łatwo rozpuszczeniu

Niektóre gatunki bakterii wykazują zdolność tworzenia przetrwalników, czyli form chroniących gatunek w niekorzystnych warunkach przed wyginięciem.

Przetrwalnik powstaje wewnątrz komórki, zwykle jeden. Może być okrągły lub owalny, umieszczony w środku lub przy końcu komórki, co jest cechą gatunkową bakterii.

Zdolność tworzenia przetrwalników mają m.in. laseczki. Są to głównie dwa rodzaje:
a). Bacillus, czyli tlenowce przetrwalnikujące;

b) .Clostridium, czyli beztlenowce przetrwalnikujące.

Formy przetrwalnikowe są bardzo odporne na niekorzystne wpływy otoczenia, niszczy je dopiero zabieg sterylizacji.

Typy oddechowe bakterii:

• Ścisłe tlenowce – zdolne wyłącznie do oddychania tlenowego. Do wzrostu wymagają tlenu atmosferycznego (Micrococcus, Pseudomonas)

• Względne beztlenowce – bakterie te mogą wzrastać zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych (Escherichia coli, Staphylococcus aureus)

• Bakterie beztlenowe – nie są zdolne do wzrostu w obecności tlenu (bakterie zasiedlające przewód pokarmowy człowieka)

• Mikroaerofile – bakterie, które do wzrostu potrzebują niewielkich ilości tlenu – przy stężeniu tlenu powyżej 5% i w warunkach beztlenowych – nie rosną lub bardzo słabo

Flora fizjologiczna człowieka – tradycyjna nazwa mikroorganizmów występujących naturalnie w organizmie człowieka bez wywoływania objawów chorobowych. U człowieka prawidłowo występuje około 10¹⁴ bakterii, w większości beztlenowych. U osób z osłabioną odpornością flora fizjologiczna może powodować zakażenia, które nazywane są oportunistycznymi.

2. Wirusy

• Skomplikowane cząsteczki organiczne, niemające struktury komórkowej, zbudowane z białek i kwasów nukleinowych.

• Zawierają materiał genetyczny w postaci RNA (wirusy RNA) lub DNA, wykazują jednak zarówno cechy komórkowych organizmów żywych, jak i materii nieożywionej.

• Nazwa wirus pochodzi z języka łacińskiego (virus – jad)

• Wyłącznie wirusy pasożytnicze.

Pojedynczą, aktywną jednostkę wirusa nazywamy wirionem.

Każdy wirion wykazuje obecność określonych elementów, a są nimi kapsyd i kwas nukleinowy: kapsyd, czyli płaszcz białkowy, okrywa kwas nukleinowy; zbudowany jest z łańcuchów białkowych, zwanych kapsomerami;

kwas nukleinowy niesie informację genetyczną niezbędną do replikacji oraz koduje białka strukturalne (kapsomery) i ewentualnie enzymy (np. odwrotną transkryptazę).

Kwas nukleinowy wraz z kapsydem nazywamy nukleokapsydem.

Ze względu na organizację materiału genetycznego dzieli się wirusy na:

• RNA-wirusy (w tym retrowirusy)

• DNA-wirusy

Niektóre dotychczas poznane wirusy chorobotwórcze:

• wirus grypy

• HIV (wywołujący AIDS)

• wirus choroby Heinego-Medina

• wirus choroby skokowej owiec

• wirus Ebola

• wirus dengi

• wirus opryszczki

• wirus odry

• HAV, HBV, HCV wywołujące WZW

• HPV ludzki wirus brodawczaka

Bakteriofagi - wirusy atakujące komórki bakteryjne, należą do najbardziej złożonych wirusów. Ponieważ fagi można łatwo hodować w laboratorium wewnątrz żywych bakterii, większość aktualnej wiedzy na temat wirusów pochodzi właśnie z badań nad bakteriofagami.

Wrota i drogi zakażenia organizmu

Zakażenie - infekcja (z łac. infectio) wtargnięcie do organizmu drobnoustrojów chorobotwórczych.

W celu wywołania choroby muszą one pokonać odporność organizmu.

Zakażenie mieszane – jednocześnie wywołane przez kilka różnych patogenów

Zakażenie kropelkowe – infekcja wywołane przez zarazki znajdujące się we wdychanym powietrzu

Zakażenie endogenne (samozakażenie, autoinfekcja) – zakażenie wywołane przez florę rezydentną (bytującą w organizmie człowieka); większość z nich to zakażenia oportunistyczne

Reinfekcja – ponowne zakażenie tym samym patogenem po wyzdrowieniu

Zakażenie oportunistyczne - endogenne zakażenie charakterystyczne dla osobników o obniżonej odporności, ale także wskutek immunosupresji oraz przy stosowaniu antybiotyków. Czynnikiem tych zakażeń są głównie patogeny uznawane do niedawna za niechorobotwórcze (np. zakażenia florą rezydentną).

Rezerwuar zarazków - elementy przyrody ożywionej i nieożywionej zakażone/skażone patogenami, z których istnieje możliwość przeniesienia zarazków (zakażenia) na rośliny, zwierzęta lub ludzi. Rezerwuar jest dla danych zarazków środowiskiem, w którym się rozmnaża.

Przykłady:

Koń jest rezerwuarem dla laseczek tężca Clostridium tetani,

Człowiek jest rezerwuarem dla wirusów HIV,

Gryzonie są rezerwuarem dla pałeczek dżumy Yersinia pestis.

Źródło zakażenia to siedlisko patogenów, takich jak wirusy, bakterie, pasożyty i grzyby chorobotwórcze. Może nim być osoba zarażona, przedmiot, żywność itp., które miały styczność z patogenem i są jego bezobjawowymi nosicielami, lub sami chorują na chorobę przez niego wywoływaną.

Wrota zakażenia – to miejsce, przez które patogeny dostają się do organizmu.

Może być to:

• uszkodzona skóra,

• błona śluzowa górnych dróg oddechowych,

• układ pokarmowy,

• układ moczowo-płciowy.

Po wniknięciu do organizmu istnieje ryzyko namnożenia czynnika chorobotwórczego i rozsiew za pośrednictwem krwi do pozostałych narządów.

Jeżeli wrota zakażenia znajdują się w pobliżu miejsca występowania infekcji mówi się o zakażeniu miejscowym.

Drogi zakażenia

1. Przeniesienie bezpośrednie

   1. Bezpośrednia styczność (droga kontaktowa) z chorym lub nosicielem przy pocałunkach, kontakcie seksualnym. Przeniesienie z jednej osoby na drugą, które nie są w relacji matka - dziecko nosi nazwę przeniesienia horyzontalnego.

   2. Bezpośrednia styczność z chorym zwierzęciem

   3. Zakażenia własnymi pasożytami np. owsika

   4. Zakażenie wertykalne, od matki na dziecko, mogące nastąpić poprzez:

   • Drogę łożyskową (wrodzone postacie chorób: różyczka, toksoplazmoza)

   • W czasie porodu (droga pochwowa, na przykład zakażenie opryszczkowe)

   • Karmienie piersią np. HIV

2. Przeniesienie pośrednie

   1. Zakażona krew (również rodzaj przeniesienia jatrogennego)

   2. Kontakt skóry z materiałem zanieczyszczonym

   3. przeniesienie rękoma (droga fekalno-oralna)

   4. droga pokarmowa (nośnikiem pokarm, woda, mleko)

   5. kropelkowa - w wyniku kichania lub kaszlenia na inną osobę. W ten sposób przenosi się wiele chorób, m.in.: ospa wietrzna, przeziębienie, grypa, angina, gruźlica, odra, różyczka

   6. inhalacyjna - gdy mikroorganizm pozostaje w powietrzu przez dłuższy czas

   7. poprzez wektory zakażenia – żywi przedstawiciele: stawonogi (muchy, komary, wszy, pchły), gryzonie.

Zarazki, które wtargnęły w tkanki wyższego ustroju, mogą wywołać:

1. zakażenie miejscowe, w którym objawy i proces chorobowy ograniczają się do najbliższych okolic wrót zakażenia,

2. zakażenie ogólne, w którym czynnik etiologiczny szerzy się różnymi drogami w organizmie. Zarazek może się przy tym szerzyć drogą wydzielin i wydalin, naczyń chłonnych, krwi, a nawet pni nerwowych.

Immunologia

Odporność to zdolność rozpoznawania, unieczynniania i niszczenia obcych dla danego organizmu elementów → zestaw wszystkich mechanizmów biorących udział w wytworzeniu odpowiedzi odpornościowej. W znaczeniu bardziej ogólnym oznacza zdolność do czynnej i biernej ochrony organizmu przed patogenami.

Nauka o odporności to immunologia.

Wyróżnia się dwa rodzaje odporności:

1. Nieswoista (wrodzona), nie jest skierowana przeciw konkretnemu zagrożeniu i stanowi pierwszą barierę dla mikroorganizmów lub pasożytów. Wynika z istnienia naturalnych barier ochronnych organizmu, mechanicznych i chemicznych, takich jak:

   • pokrycie ciała – skóra, błony śluzowe dróg oddechowych i układu pokarmowego;

   • pod powierzchnią skóry i błon śluzowych znajdują się duże ilości leukocytów, które w przypadku przeniknięcia czynnika chorobotwórczego fagocytują go (zjadają). Leukocyty te to neutrofile oraz makrofagi.

   • niskie pH powierzchni skóry, potu, pochwy, soku żołądkowego;

   • lizozym, enzym na powierzchni śluzówek, we łzach, ślinie - jego rola polega na rozkładaniu ściany komórkowej większości bakterii.

   • ekosystem mikrobiontów przewodu pokarmowego

   • interferon - komórki, które zostały zainfekowane wirusem wydzielają interferon, białko, które przenika do sąsiednich, jeszcze nie zakażonych komórek i tam, w razie ataku wirusa blokuje jego namnażanie.

   • bariery czynnościowe (perystaltyka jelit, aparat rzęskowy dróg oddechowych, wydzielanie śluzu przez nabłonek, kaszel, kichanie)

Odporność nieswoista jest nazywana „pierwszą linią obrony organizmu”.

Jej podstawowe zadanie to:

• nie dopuścić do wniknięcia patogenu do organizmu lub, jeśli pokona bariery ochronne i wniknie, to:

• natychmiast unieszkodliwić i zlikwidować patogen, póki nie zdążył poczynić szkód w organizmie.

1. Swoista, skierowana przeciw konkretnemu antygenowi, nabywana w ciągu życia danego osobnika, związana ze specyficznymi reakcjami zachodzącymi we krwi i w limfie po wniknięciu do nich antygenów.

Antygen to substancja obca dla organizmu, która po wniknięciu do niego wywołuje reakcję obronną - odpornościową.

Antygeny znajdują się na powierzchni wszystkich komórek, w każdym organizmie,
a w przypadku wirusów, na powierzchni ich cząstek. Są pewnego rodzaju „wizytówką”, określająca przynależność komórki. System odpornościowy organizmu odróżnia własne antygeny od obcych i reaguje tylko na obecność tych drugich.

Antygeny nie muszą być bezpośrednio związane z czynnikiem chorobotwórczym - np. niektóre toksyny produkowane przez bakterie, albo jad żmii też zawierają antygeny. Zdarzają się także antygeny pochodzenia syntetycznego.

Sposób nabywania odporności swoistej	Droga naturalna	Droga sztuczna
Biernie - polega na posiadaniu limfocytów B i T oraz przeciwciał, pochodzących spoza organizmu	Zachodzi tylko u płodu, który otrzymuje przeciwciała z organizmu matki przez łożysko, oraz u noworodków, niemowląt karmionych mlekiem matki (im dłużej karmione, tym więcej otrzymuje przeciwciał). Ilość przeciwciał, którą otrzymuje dziecko wystarcza mu do około 3-4 roku życia, potem zaczyna je produkować samodzielnie w miarę kontaktów z antygenami.	Podanie surowicy krwi zawierającej określone przeciwciała. Sposób ten stosuje się w przypadkach, gdy antygen, który wniknął do organizmu zagraża życiu człowieka - np. laseczki tężca lub jad żmii.
Czynnie	Przechorowanie	Szczepienie - polega na wprowadzeniu do organizmu osłabionych patogenów lub tylko ich antygenów i wywołaniu w ten sposób odpowiedzi immunologicznej.

Odpowiedzialne za odporność swoistą, czynną są wytworzone przez organizm:

• limfocyty B, które w wyniku kontaktu z antygenem ulegają aktywacji i przekształceniu w plazmocyty,

• przeciwciała, czyli inaczej immunoglobuliny, które mają zdolność do swoistego wiązania się z antygenem,

• limfocyty T, które dojrzewają w grasicy, gdzie nabywają zdolności do odporności immunologicznej.

1. Immunoglobuliny A (IgA) występują w surowicy, ale są głownie spotykane w wydzielinach, takich jak ślina, łzy czy śluz. Dzięki temu stanowią główną obronę błon surowiczych i śluzowych przez wszelkimi infekcjami.

2. Immunoglobuliny G IgG. Stanowią największą frakcję immunoglobulin w surowicy, spotyka się je również w przestrzeniach pozanaczyniowych, mogą przenikać przez łożysko.

3. Immunoglobuliny M IgM Są trzecią najbardziej rozpowszechnioną klasą przeciwciał występujących w surowicy. Organizm wytwarza je w początkowej fazie odpowiedzi immunologicznej; są również pierwszymi przeciwciałami syntetyzowanymi podczas rozwoju osobniczego.

4. Immunoglobuliny D IgD spotyka się dość licznie (wraz z IgM) na powierzchni limfocytów B, które nie zetknęły się jeszcze z antygenem – są ich receptorami immunoglobulinowymi. Ze względu na to, że występują w niskim stężeniu, trudno przypisać im istotną rolę w płynach tkankowych. Ich funkcje nadal pozostają mało poznane.

5. Immunoglobuliny E IgE, są najmniej rozpowszechnione w serum, biorą udział w reakcjach alergicznych. Są również istotną linią obrony w chorobach pasożytniczych.

Odpowiedź immunologiczna naszego organizmu dzieli się na dwa typy:

1. odpowiedź immunologiczną komórkową, w której następuje gromadzeniem wokół antygenu komórek.
   Do tych gromadzących się komórek zaliczamy głownie limfocytów T, które bezpośrednio łączą się z antygenem, następuje wydzielanie substancji zwanych limfokininami. Do odpowiedzi immunologicznej wchodzą również makrofagi oraz granulocyty zasadochłonne i kwasochłonne

2. odpowiedź immunologiczną humoralną, w wyniku której następuje pojawianie się w płynnym środowisku organizmu przeciwciał. Dużą rolę tu odgrywają limfocytów B.

Szczepionka, preparat biologiczny, który po wprowadzeniu do organizmu stymuluje układ immunologiczny do wytworzenia odporności swoiście skierowanej przeciw składnikom zawartym w szczepionce (immunizacja).

W skład szczepionki może wchodzić żywy, o osłabionej zjadliwości (atenuowany) lub zabity drobnoustrój, a także inne fragmenty jego struktury czy metabolity.

Szczepionka może być monowalentna czyli skierowana przeciwko jednemu czynnikowi chorobotwórczemu lub skojarzona przeciwko kilku czynnikom jednocześnie =poliwalentna.

Stosuje się też anatoksynę, czyli toksoid (jad bakterii, np.: tężca lub błonicy), który pod wpływem działania czynników fizycznych i chemicznych utracił właściwości toksyczne, ale zachował właściwości antygenowe, prowokujące ustrój do produkcji immunoglobulin.

Zaburzenia immunologiczne - proszę zapoznać się z artykułem:

http://www.bryk.pl/wypracowania/biologia/cz%C5%82owiek/24181-zaburzenia_immunologiczne.html