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 выработалась 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).
Первая фаза – выведение возбудителя из источника инфекции - обусловливается локализацией возбудителя в макроорганизме и реализуется при определенной группе инфекционных болезней одним и тем же путем. Например, при локализации возбудителя в кишечнике возможен лишь один способ выведения его во внешнюю среду – путем дефекации, а при локализации в дыхательных путях - также только один способ выведения–с потоками выдыхаемого воздуха, т.е. при выдохе.
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 такие 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 же 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 периоде разгара болезни. Затем следует период реконвалесценции. При некоторых же 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 конечном 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.е. элементы внешней среды, обеспечивающие перемещение возбудителя из источника инфекции в восприимчивый организм. Все элементы внешней среды, выступающие в качестве факторов передачи возбудителей инфекционных болезней, подразделяются на 6 групп: 1) воздух; 2) вода; 3) пища; 4) почва; 5) предметы быта и производственной обстановки; 6) живые переносчики.
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 факторы 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 пути передачи.
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 организме человека. 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. Этим локализациям возбудителей соответствуют четыре механизма передачи возбудителей инфекционных болезней.
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 капельно-ядрышковую. Это 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 состоянии, перемещаться с потоками воздуха в соседние помещения и вызывать заражение восприимчивых лиц.
Аэрозольный механизм передачи является очень активным механизмом, 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, распространяющихся этим механизмом, обладают невысокой устойчивостью во внешней среде. Аэрозольным механизмом передаются возбудители дифтерии, кори, гриппа, менингококковой инфекции и др.