Choroby zakaźne
W1, 26.02.2005
Epidemiologia chorób zakaźnych
Przyczyny przełomu:
postęp naukowy ogólny i w medycynie
szczepionki i szczepienia ochronne
stworzenie podstaw epidemiologii
odkrycie i masowe wprowadzenie antybiotyków
Rodzaje współżycia drobnoustrojów z organizmem:
Brak drobnoustrojów- (abakterioza) sytuacja biologiczna, a nie rodzaj współżycia np. płody wewnątrz macicy, prawie zupełny brak drobnoustrojów, np. po długotrwałej antybiotykoterapii.
Symbioza- zjawisko wzajemnego wspierania potrzeb życiowych przez dwa lub więcej organizmy albo mikroorganizm i organizm, np. przez wytwarzanie witamin.
Komensalizm- rodzaj współżycia- drobnoustrój wykorzystuje składniki pokarmowe i miejsce w organizmie nie uszkadzając go.
Pasożytnictwo- pasożyty lub drobnoustroje zdolne do niekorzystnego działania chorobotwórczego na organizm.
Biocenoza- zbiór mikroorganizmów w organizmie, utrzymujących się ilościowo i jakościowo w stanie korzystnej równowagi biologicznej. O korzystnym znaczeniu biocenozy mikroorganizmów dla organizmu człowieka przekonano się podczas antybiotykoterapii, która niszczyła bakterie symbiotyczne i komensalne wywołując awitaminozę, grzybicę.
Podstawowe pojęcia z epidemiologii chorób zakaźnych:
Zarazek- drobnoustrój chorobotwórczy- czynnik etiologiczny choroby zakaźnej- szerokie pojęcie- obejmuje bakterie, wirusy, pierwotniaki i grzyby. Zarazki są pasożytami przystosowanymi do życia w organizmie człowieka lub zwierzęcia.
Rezerwuar zarazków- środowisko ludzkie i zwierzęce wraz z warunkami naturalnymi na ograniczonym terenie, w którym krąży drobnoustrój wywołujący określoną chorobę.
Zasiedlenie- przeniesienie się do organizmu noworodka (dotychczas jałowego) drobnoustrojów symbiotycznych, komensalnych na skórę i błony śluzowe.
Źródło zakażenia (pierwotne)- organizm ludzki lub zwierzęcy w którym występują i rozmnażają się drobnoustroje chorobotwórcze i które przedostając do otaczającego środowiska mogą zakażać dalsze wrażliwe organizmy. Źródłem zakażenia mogą być:
chorzy ludzie i chore zwierzęta
nosiciela (chorzy i ozdrowieńcy)
zwłoki ludzi lub zwierząt przez krótki czas po śmierci
zwierzęta poddane ubojowi.
Źródło zakażenia wtórne, okresowe, krótkotrwałe to mikrośrodowisko wodne i glebowe lub pokarmowe (lody, mleko, produkty mięsne) w którym drobnoustroje chorobotwórcze ( dostające się ze źródeł pierwotnych) rozmnażają się w chwilowo dogodnych dla nich warunkach (ciepło, lato). Źródła te ulegają zwykle naturalnej likwidacji po wyczerpaniu pożywienia, zmianie temperatury lub wilgotności powietrza.
Nosicielstwo- stan równowagi immunobiologicznej wytwarzającej się między drobnoustrojem a zakażonym organizmem. Osobę bez objawów chorobowych, ale wydalającą zarazki z kałem, moczem, plwociną lub złuszczającą się skórą nazywamy nosicielem.
Podział nosicieli:
nosiciele zdrowi- nie chorowali- typowy obraz zakażenia bezobjawowego
nosicielstwo przedchorobowe- przed ujawnieniem się choroby (AIDS, WZW B)
nosicielstwo ozdrowieńców- po przebytej chorobie- stałe lub okresowe.
Drogi szerzenia się zarazków i drobnoustrojów:
Drogi bezpośrednie:
droga łożyskowa w czasie ciąży
droga pochwowa w czasie porodu
kontakty bezpośrednie- pocałunki, stosunki płciowe, podawanie ręki
ukąszenie i zadrapanie przez zwierzęta
kontakty bezpośrednie z chorym podczas badań i zabiegów lekarsko-pielęgniarskich
Drogi pośrednie:
droga powietrzno-kropelkowa i powietrzno-pyłowa
droga pokarmowo-wodna, lub tylko pokarmowa lub wodna
przedmioty codziennego użytku w tym droga jatrogenna (niezamierzone przenoszenie przez narzędzia używane podczas rozpoznawania i leczenia chorób- igły, strzykawki, instrumenty skopowe)
gleba- laseczki beztlenowe
owady- muchy, kleszcze, wszy, pchły, komary, pluskwy, stawonogi.
Wrota zakażenia- mogą to być wszystkie otwory naturalne ciała ludzkiego oraz uszkodzona skóra, przez które dostają się zarazki do organizmu z otaczającego środowiska.
Okres wylęgania- czas od wniknięcia zarazka do organizmu do wystąpienia pierwszych objawów chorobowych.
Epidemia- nadmierna zapadalność na określoną chorobę w określonej czasowo i terytorialnie populacji.
Endemia- występowanie choroby wśród ludności na określonym terenie w natężeniu utrzymującym się przez wiele lat na podobnym poziomie.
Pandemia- epidemie szybko rozprzestrzeniających się chorób zakaźnych, obejmujących swoim zasięgiem kilka państw, jeden z kontynentów lub cały świat.
Gospodarz- organizm kręgowca lub bezkręgowca, który jest wrażliwy na zakażenie określonym drobnoustrojem- zarazkiem.
Przenosiciel- stawonóg lub kręgowiec, który przenosi zarazki z jednego gospodarza na innych- mechanicznie lub w narządach wewnętrznych.
Łańcuch epidemiczny- kolejne etapy przenoszenia się drobnoustrojów z jednego gospodarza na drugiego, tego samego lub innego gatunku. W tym przypadku występują: źródło zakażenia, droga lub drogi przenoszenia i wrota zakażenia albo organizm wrażliwy. Łańcuch taki może być jednoogniwowy, gdy między źródłem zakażenia i wrażliwym organizmem pośredniczy jeden element środowiska (woda, krople śluzu, kleszcze) lub wieloogniwowy, gdy pośredniczy w nim więcej elementów.
Sanityzacja- czynność zmierzająca do zmniejszenia ilości drobnoustrojów- wietrzenie pomieszczeń, mycie rąk, ciała, zamiatanie, odkurzanie, wycieranie na mokro, malowanie ścian, pranie bielizny, filtrowanie powietrza.
Deratyzacja- odszczurzanie- dotyczy szczurów i myszy, które są często nosicielami lub przenosicielami drobnoustrojów.
Dezynfekcja czyli odkażanie- zespół czynności zmierzających do zabicia zarazków chorobotwórczych.
Dezynsekcja- niszczenie szkodliwych dla człowieka owadów. Pajęczaków, skorupiaków- drogi przenoszenia zarazków. Najczęściej jest to odwszawianie, walka z muchami, pchłami, komarami i kleszczami.
Kordon sanitarny- przymusowe i całkowite przerwanie wszelkiej łączności z obszarem objętym epidemią określonej, ostrej i niebezpiecznej choroby zakaźnej- cholera, dżuma, żółtaczka, gorączka, dur plamisty; dawniej ospa prawdziwa.
Kwarantanna- odosobnienie i poddanie obowiązkowej obserwacji lekarskiej zdrowych ludzi (i zwierząt), którzy zetknęli się z chorymi lub przyjechali z terenów endemicznych, gdzie panują choroby wysoko zakaźne.
Podział drobnoustrojów:
W zależności od ustroju i interakcji z organizmem ludzkim wyróżnia się:
drobnoustroje komensalne najczęściej na powierzchni ciała, nie wyrządzają żadnej szkody- często określane jako prawidłowa flora bakteryjna
drobnoustroje patogenne- działają szkodliwie na organizm gospodarza
drobnoustroje oportunistyczne- zwykle obecne w środowisku, nieszkodliwe dla osób zdrowych, mogą jednak powodować ciężkie schorzenia u chorych z upośledzoną odpornością, lub dostaną się do przestrzeni, gdzie prawidłowo nie występują np. po urazie, w czasie zabiegu operacyjnego
drobnoustroje wywołujące choroby odzwierzęce- zoonozy
Czynniki zjadliwości bakteryjnej:
Są względną zdolnością bakterii do wywoływania choroby
Czynniki kolonizacji- adhezyny- są białkami związanymi z zewnętrznymi warstwami bakterii. Czynniki te determinują przyleganie do komórek błon śluzowych, co jest niezbędnym etapem kolonizacji gospodarza. Baz zdolności adhezyjnych wiele czynników patogennych byłoby wypłukanych ze śluzówek zanim mogłyby wywołać chorobę.
Antygeny czynnika kolonizacyjnego- fimbrie, antygeny O- boczne łańcuchy lipoplisacharydu, białko M.
Otoczki- zbudowane zwykle z mukopolisacharydów, hamują fagocytozę lub chronią bakterią przed strawieniem po wchłonięciu jej przez komórkę fagocytarną. Wytwarzanie otoczek jest zdeterminowane genetycznie.
Endotoksyny- są integralnym składnikiem ściany komórkowej bakterii Gram -ujemnych- składają się z cząsteczek lipidu i polisacharydu. Są uwalniane w chwili lizy bakterii i mogą być przyczyną wstrząsu septycznego.
Egzotoksyny- toksyczne białka wydzielane przez bakterie. Często jako jedyny czynnik zjadliwości danego drobnoustroju mogą być odpowiedzialne za główne objawy kliniczne zakażenia np. enterotoksyny wywołują biegunkę, neurotoksyny porażenia i inne objawy neurologiczne.
enterotoksyny- działają na przewód pokarmowy np. toksyna cholery, toksyny ciepłochwiejne i ciepłotrwałe
neurotokysny- wpływają na układ nerwowy np. toksyna botulinowa i tężcowa
cytotoksyny- wpływają na komórki różnych tkanek np. toksyna błonicy i toksyna A Pseudomonas
Egzoenzymy- są uważane za czynniki zjadliwości wtedy, gdy rozkładają materiał komórkowy lub niszczą antybiotyki.
Np.
enzymy rozkładające kolagen (kolagenazy, hialuronidazy) i włóknik (fibrynolizyny)- umożliwiają lepszą penetrację do tkanek
enzymy rozkładające materiał komórkowy- proteinazy i lecytynazy
enzymy modyfikujące i inaktywujące antybiotyki (beta-laktamazy)
Mechanizmy immunologiczne zwalczające zakażenia
Odporność wrodzona (zwana również naturalną lub nieswoistą) tradycyjnie określana jako oporność- resistentio
Odporność nabyta- swoista immunitas
Rodzaje odporności nabytej- swoistej
Czynna naturalna- po przebytym zakażeniu
sztuczna- po podaniu szczepionki
Bierna naturalna- matczyne p/ciała u noworodków
sztuczne- po podaniu surowicy odpornościowej lub immunoglobuliny
Okres trwania każdego z typów odporności jest różny.
Determinanty odporności swoistej i nieswoistej
Odporność swoista Odporność nieswoista
Determinanty
Niezmienna przy każdej kolejnej po pierwszym kontakcie z
ekspozycji na ten sam antygen antygenem pozostaje pamięć
immunologiczna
Czynniki humoralne
Białka ostrej fazy Przeciwciała
Interferony
Lizozym
Dopełniacz
Komórki
Fagocyty Limfocyty T
Komórki NK
Odporność nieswoista
Wpływ różnych czynników- wiek, płeć, stopień aktywności, stan odżywienia.
Wpływ różnych chorób- cukrzyca, hipotyreoza.
Bariery anatomiczne- zachowanie ciągłości skóry i błon śluzowych.
Humoralne mechanizmy obronne- w tkankach są substancje nie mające charakteru p/ciał, które hamują rozwój drobnoustrojów. Niektóre są stale wytwarzane np. lizozym- inne w odpowiedzi na zakażenie np. białka ostrej fazy i interferony.
Lizozym- białko mające właściwości enzymatyczne- obecny w granulocytach, monocytach i makrofagach płucnych i w większości płynach tkankowych /nie ma w płynie mózgowo-rdzeniowym, pocie i moczu/. Działa silnie na bakterie Gram dodatnie, słabo na Gram ujemne /otoczka lipopolisacharydowa/.
Laktoferyna i transferyny- białka konkurujące o jony żelaza z bakteriami potrzebującymi je do życia.
Białko C-reaktywne CRP- ma zdolność do reakcji z polisacharydem C pneumokoków- wzrost następuje w odpowiedzi na zakażenie. CRP wiąże się ze ścianami komórkowymi- działając jako nieswoista opsonina.
Dopełniacz- układ dopełniaczy > 20 białek enzymatycznych, strukturalnych lub cząstek regulacyjnych.
Końcowy produkt aktywacji dopełniacza /po zakażeniu/ -to kompleksy atakujące błonę prowadząc do lizy komórki gospodarza /np. krwinki zakażonej wirusem/ lub komórek bakteryjnych, pasożytów i nowotworowych przez uszkodzenie błony komórkowej.
Interferony- należą do cytokin i w przebiegu chorób zakaźnych są najczęściej produktem komórki zakażonej wirusem.
Komórki człowieka wytwarzają 3 typy interferonów:
ITN alfa- leukocyty, ITN beta- fibroblasty, ITN gamma- limfocyty T i NK.
Mechanizm działania p/wirusowego polega na aktywacji czynników p/wirusowych: rybonukleazy, syntetazy, kinazy białkowej.
Obecnie IFN są produkowane metodą biotechnologiczną w celach terapeutycznych w chorobach zakaźnych a przede wszystkim w chorobach nowotworowych.
Komórkowe mechanizmy obronne
Fagocyty- neutrofile i fagocyty jednojądrzaste, monocyty /we krwi/ oraz makrofagi /w tkankach/ szybko otaczają mikroorganizmy, które wniknęły do krwi lub płynów tkankowych. Wchłaniają cząsteczki upostaciowane /fagocytoza/ lub materiałów rozpuszczalnych /pinocytoza/, które są następnie trawione wewnątrz komórkowo.
Fagocytoza składa się z trzech etapów:
- rozpoznawania i związania obecnej substancji
- wchłonięcia
- trawienia wewnątrzkomórkowego.
Komórki NK natural killer- funkcja pewnej subpopulacji dużych limfocytów szpiku- 10-15% we krwi z obecnością ziarnistości azurochłonnych. Mają zdolność do nieswoistych reakcji cytotoksycznych skierowanych p/komórkom nowotworowym i komórkom zarażonym wirusami lub bakteriami.
Eozynofile < 1% we krwi obwodowej- odsetek wzrasta w zakażeniach pasożytami- jako fagocyty są nieskuteczne- ale ich ziarnistości zawierają enzymy i inne substancje działające toksycznie na pasożyty.
Odporność swoista
Organizm w ciągu życia rozwija odporność swoistą, powstającą albo w wyniku odpowiedzi immunologicznej na działanie na ustrój antygenu, albo w wyniku przeniesienia do organizmu gotowych p/ciał do innego osobnika.
Odpowiedź immunologiczna typu humoralnego związana z wytworzeniem swoistych p/ciał lub typu komórkowego- związana z pojawieniem się swoiście uczulonych limfocytów, rozpoczyna się po zadziałaniu na organizm antygenu- swoistej substancji, która ma zdolność do wywoływania odpowiedzi immunologicznej i swoistego reagowania z produktem odpowiedzi immunologicznej, tzn. z przeciwciałem lub uczulonym limfocytem.
Antygenem jest zwykle białko, wielocukrowiec, glikoproteid.
Toksyny bakteryjne- naturalny antygen, są białkami lub kompleksami wielocukrowo-lipidowymi.
W wyniku reakcji z przeciwciałami lub uczulonymi limfocytami antygen zostaje zneutralizowany lub zniszczony.
Zanim rozwinie się w pełni odpowiedź humoralna (p/ciała) lub komórkowa (uczulone limfocyty) upływa okres od tygodnia do kilku miesięcy.
W tym czasie atakujący czynnik może spowodować znaczne spustoszenie w organizmie. Jeżeli organizm przetrwa okres powstania odporności- przy następnym zetknięciu się z tym samym antygenem wykazuje w krótszym czasie pełną odpowiedź i niewrażliwość na jego działanie szkodliwe.
Związki między gospodarzem a patogenem. Interakcje gospodarz- patogen.
Jeżeli zakażony człowiek ma sprawne mechanizmy obronne, istnieje łańcuch przeszkód dla drobnoustrojów, który utrudnia zakażenie. Miejscem pierwszego kontaktu jest skóra lub błony śluzowe- nieswoiste mechanizmy odpowiedzi immunologicznej stanowią pierwszą barierę do pokonania przez drobnoustrój.
Pierwszym etapem kontaktu jest przyleganie adhezja, która umożliwia utworzenie ogniska zakażenia i kolonizację mikroorganizmów.
Po fazie przylegania następuje faza inwazji, która rozpoczyna się penetracją drobnoustroju w głąb tkanek lub komórek.
Znaczenie stałej mikroflory bakteryjnej organizmu.
Naturalna flora bakteryjna kolonizująca powierzchnię nabłonków wywiera nieswoisty, lecz korzystny dla gospodarza wpływ obronny przez:
- zajęcie niszy ekologicznej- nie może być wykorzystana przez inny patogen,
- konkurencję o składniki odżywcze
- wytwarzanie metabolitów hamujących rozwój innych patogenów.
Określenia i definicje charakteryzujące związki gospodarza z patogenem
Określenia i definicje związane ze sposobami i rodzajami zakażeń:
Zakażenie bezobjawowe (podkliniczne, utajone)-przebiega bez widocznych objawów choroby
Zakażenie kontaktowe (przez styczność)- powstaje w wyniku bezpośredniej lub pośredniej styczności z zakażonym człowiekiem lub zwierzęciem.
Zakażenie mieszane- jednoczesne zakażenie różnymi drobnoustrojami. Zakażenie parenteralne (pozajelitowe)- zakażenie z pominięciem układu pokarmowego; termin stosowany zwłaszcza do określenia zakażenia przez naruszenie ciągłości tkanek.
Zakażenie kropelkowe- powstaje w skutek wdychania powietrza wraz z kropelkami zakażonej śliny lub śluzu.
Zakażenie pokarmowe- zakażenie przez przewód pokarmowy drobnoustrojami chorobotwórczymi, najczęściej znajdującymi się w żywności lub w wodzie.
Zakażenie poronne- o łagodnym, nietypowym i najczęściej krótkim przebiegu.
Zakażenie powietrzne- powstaje w skutek wdychania powietrza zawierającego drobne cząsteczki pyłu lub kropelki śluzu wraz ze znajdującymi się tam drobnoustrojami chorobotwórczymi.
Zakażenie pyłowe- zakażenie powietrzne pyłem zawierające drobnoustroje chorobotwórcze.
Zakażenie szpitalne- powstaje i rozwija się w powiązaniu z kontaktem ze środowiskiem szpitalnym, podczas pobytu w szpitalu lub po jego opuszczeniu (nosocamial infection).
Określenie i definicje czynnika zakaźnego w odniesieniu do jego cech chorobotwórczych:
Patogenność- zdolność do wywołania choroby.
Zaraźliwość- możliwość przeniesienia lub przekazania patogenu z jego rezerwuaru lub innego organizmu do nowego gospodarza (transmissibillity, comunicabillity).
Zakaźność- zdolność omijania lub przełamania mechanizmów obronnych i wywoływania przez patogen zakażenia u nowego gospodarza.
Wirulencja (zjadliwość)- zdolność patogenu do wniknięcia, namnożenia się i uszkodzenia organizmu gospodarza.
Określenia i definicje stanu organizmu gospodarza w odniesieniu do zakażeń:
Choroba zakaźna- zespół objawów (subiektywnych i obiektywnych) występujących w skutek zakażenia, związany z uszkodzeniem tkanek lub zmienioną czynnością fizjologiczną.
Odporność- niewrażliwość organizmu, gatunku lub populacji na szerzenie się choroby zakaźnej.
Wrażliwość (na zakażenie)- stan organizmu sprzyjający rozwojowi w nim określonych drobnoustrojów.
7