Журнал «Здоровье ребенка» 6 (57) 2014

Статья опубликована на с. 110-112

Широко распространенное представление о том, что всякое инфекционное заболевание начинается с попадания патогенного возбудителя в человеческий организм, является справедливым. Вместе с тем судьба попавших через рот патогенных и непатогенных микроорганизмов в человеческом организме необычайно занимательна и подчинена строго научным закономерностям.

Как известно, микроорганизмы обнаруживаются в почве, воде, воздухе, на растениях, в организмах человека и животных. Они обитают во всех природных средах и являются обязательными компонентами любой экологической системы и биосферы в целом [1]. Их находят во льдах Антарктики и в африканских пустынях, на дне океанов, на пиках горных вершин и в воде горячих источников. В воздухе жилых помещений в 1 м³ содержится 15–20 тыс. клеток, а на теле человека находится от 20 до 1000 млн микроорганизмов. Имеются данные о том, что при одном рукопожатии чистыми руками передается 32 миллиона микробов (!), поцелуй (соприкосновение губ и языка) приводит к контакту с 42 миллионами микробов [2].

Таким образом, инфицирование, т.е. попадание различных микроорганизмов в/на человеческий организм является абсолютно обычным состоянием, более того, необходимым условием жизнеобеспечения человека. Это обстоятельство заставило врачей-акушеров, учитывая и рекомендации ВОЗ, сразу после рождения ребенка по возможности обеспечить наиболее тесный его контакт с матерью уже непосредственно в родзале, что достигается не только прикладыванием к груди, но и расположением новорожденного на теле матери или даже отца по так называемому «методу кенгуру» [3, 4]. Как было установлено, при этом происходит заселение кожи и ЖКТ материнскими или отцовскими микроорганизмами, что у здорового иммунокомпетентного ребенка приводит к образованию защитной биологической пленки [5, 6]. Благодаря высокой скорости размножения микроорганизмов (бактерии делятся каждые 30 минут, вирусы реплицируются каждые 15 минут) формирование такой пленки происходит чрезвычайно быстро [1, 7].

Поиск обстоятельств или условий, при которых патогенный микроорганизм «внедряется, разрушает, повреждает органы и ткани и т.д.», что широко представлено в учебной и научной литературе, в последние десятилетия привел к выявлению интересного факта. Было установлено, что не только высшие животные и человек, но и «примитивные» организмы, включая одноклеточные существа, способны к тем или иным формам коллективных взаимодействий, обмену информацией, формированию более или менее целостных ассоциаций из многих индивидов [8–12]. Но самым главным и принципиальным оказалось то, что перечисленные выше свойства микроорганизмов проявляются только при наличии сформированной колонии, и тогда возбудитель, попадая в организм, представляет сообщество микроорганизмов, которое может выступать как возможная (инициирующая) причина (или ее компонент) развития инфекционной болезни. То есть выживание микроорганизмов как в природе, так и в организме человека связано с их способностью образовывать колонии, независимо от места локализации. Но с этого момента, с момента формирования колонии, процесс инфицирования превращается в процесс заражения человека патогенным (чужим) микроорганизмом, а для самого патогенного микроорганизма это является условием развития его вида и возможностью обеспечения его питанием. Но только при условии формирования колонии возможна реализация агрессивного потенциала патогенного (чужого) микроорганизма, который принципиально отличается от возможностей отдельных или изолированных микробов. Это связано, в частности, с тем, что микроорганизмы, живущие в биопленке, специализированы по функциям, морфологически дифференцированы, что в совокупности дает им возможность осуществлять координированную агрессию [10, 13]. Реализуется этот механизм в том числе благодаря наличию у них специальных сигнальных молекул, которые обусловливают мобилизацию бактерий и скопление их в одном месте, образование биопленки и формирование очага повреждения. Причем сигнальные молекулы способны перемещаться не только от одной бактериальной клетки к другой, но и проникать в человеческие клетки, оказывая влияние на их работу, что облегчает создание колонии. Такими свойствами обладают, например, молекулы N-ацилгомосеринлактона (AHL), обнаруженные у Pseudomonas aeruginosa [14].

Поэтому любой патогенный (генетически чужой для конкретного индивидуума) микроорганизм (возбудитель) как представитель многомиллионного микробного сообщества является не «абрикосовой косточкой», а выступает как агент, не только выполняющий волю этого микробного сообщества, но и наделенный целым набором функций, отсутствующих у отдельного возбудителя.

Не только бактерии, но и вирусы обладают такими качествами. Недавно впервые было установлено, что и вирусы, в частности HTLV-1-ретровирус, способны образовывать комплексы, похожие на бактериальные биопленки. Благодаря биопленке вирусы защищены от действия иммунной системы, что позволяет им быстро распространяться от клетки к клетке [12, 15].

Таким образом, важнейшим этапом развития инфекционной болезни является момент инфицирования, когда патогенный или просто «чужой» микроорганизм попадает в человеческий организм. И теперь понятно, что первоначально он встречается с микробным сообществом организма человека, этим невидимым органом, покрывающим его снаружи и изнутри в виде биопленки, образовавшейся сразу после рождения. Именно нормальная микрофлора, индивидуальная, генетически детерминированная для каждого индивидуума, создает один из важнейших защитных барьеров человека, предотвращающий заселение его организма посторонними, в том числе и патогенными микроорганизмами [16–18]. Превратится ли процесс инфицирования в процесс заражения, зависит как от патогенного возбудителя (его способности образовывать колонию себе подобных), так и от макроорганизма, и прежде всего колонизационной резистентности его нормальной микрофлоры.

Колонизационная резистентность нормальной микрофлоры человека обеспечивается конкретными механизмами защиты от многочисленных микробных патогенов. Прежде всего это проявляется способностью связываться с рецепторами, что ограничивает заселение патогенными микроорганизмами мест их локализации; синтезом бактерицидных веществ, которые подавляют рост любой попавшей извне (патогенной и непатогенной) флоры; снижением внутриполостного рН, что ведет к созданию наиболее оптимальных условий для роста собственной микрофлоры, с одной стороны, и к подавлению патогенной флоры — с другой; конкуренцией с транзиторной микрофлорой за питательные вещества и факторы роста, необходимые для построения колоний [19–21].

Поэтому любой посторонний, не «свой» микроорганизм, попадающий на биопленку, рассматривается как «чужой» и чаще всего благополучно погибает.

Учитывая огромные возможности обмена микроорганизмами среди людей, происходящего ежедневно без каких-либо явных последствий, можно предположить, что механизм нейтрализации посторонних (чужих) микроорганизмов у иммунокомпетентных людей отлажен хорошо. И до тех пор, пока человеческая биопленка не повреждена каким-либо фактором (химическим, физическим, биологическим, радиационным и др.), никакой болезни не возникнет, потому что попавший извне микроорганизм является прежде всего генетически чужеродным и не может получить право на жизнь, то есть возможность создавать свою колонию, а раз нет колонии, нет и повреждающего потенциала. Потому что сами по себе отдельные микроорганизмы, даже в большом количестве, не представляют угрозы для организма.

На этом же этапе инфицирования, параллельно с биологическим механизмом защиты, когда все еще далеко до «воздействия на клетки и ткани организма», существует другой барьер защиты, представляющий собой врожденный иммунитет человека. Он является наследственно закрепленной системой защиты многоклеточных организмов от любых патогенных и непатогенных микроорганизмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции. В организме человека врожденный иммунитет представлен как клеточными элементами (макрофаги, ДК, нейтрофилы, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, NK-клетки, NKT-клетки, некоторые негемопоэтические клетки), так и гуморальными факторами (естественные антитела, цитокины, комплемент, белки острой фазы, интерферон, пропердин, катионные противомикробные пептиды, лизоцим и др.) [1, 22, 23]. Но у патогенных микроорганизмов существуют механизмы, защищающие их от факторов неспецифической защиты. Так, бактерия Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка), обнаружив приближение лейкоцита, посылает предупреждающий сигнал сородичам, и они вместе начинают производить больше рамнолипидов, которые прикрепляются к поверхности биопленки и разрушают лейкоциты. В результате колония оказывается защищенной. Этот же феномен лежит в основе формирования устойчивости бактерий к антибиотикам [24].

В стремлении создать колонию патогенные микроорганизмы используют и другую уловку. Попавшие в организм бактерии, например стафилококки (Staphylococcus aureus), атакуют организм не сразу, ведь производство токсина всего несколькими клетками вызовет сильный иммунный ответ. Поэтому с помощью сигнальных молекул выделение токсинов задерживается до тех пор, пока численность бактерий значительно не вырастет, и только тогда происходит собственно агрессия. В такой ситуации иммунитет человека не всегда способен подавить бактериальную агрессию, в результате чего развиваются опасные инфекционные заболевания кожи, мягких тканей, костей и суставов [24].

В понимании этого вопроса пока много неясного, кроме того, наши знания, к сожалению, недостаточны и в вопросах бактерионосительства, персистенции и возникновения других ситуаций. Не рассматриваем мы здесь и вопрос об аутоинфекции, которая хотя и формируется обычно «своими» микроорганизмами, но в местах, не характерных для их локализации в здоровом организме. Факт существования этих ситуаций не противоречит сказанному, но требует отдельного разбирательства.

В силу ряда обстоятельств (воздействие физических, химических, медикаментозных и других факторов на биопленку организма человека), особенно если это сочетается с недостаточностью (слабостью) врожденного иммунитета, происходит разрушение биопленки и утрата ею своих защитных свойств по отношению к микроорганизмам, поступающим извне. Только при этих условиях у попавшего извне возбудителя (микроорганизма) появляются возможности для колонизации этого участка человеческого тела и возникают предпосылки для возможного контакта патогена (и продуктов его жизнедеятельности) с клетками и тканями самого организма, т.е. происходит заражение и возникает состояние, именуемое болезнью.