Патофизиология (Пособие для резидентуры)

11.2. Измененияобменавеществифункцийорганизма прилихорадке

Под действием пирогенных веществ наряду с повышением температуры тела в организме происходят и другие изменения. При лихорадке происходят значительные изменения обмена веществ. Окислительные процессы в организме ускоряются, основной обмен повышается. Так, повышение температуры тела на каждый 1°C сопровождается повышением основного обмена на 10-12%.

Изменения углеводного обмена связаны в основном с активацией симпатической нервной системы и ускорением расщепления гликогена в печени. В результате этого наблюдается снижение содержания гликогена в гепатоцитах, повышение содержания глюкозы в крови (гипергликемия), иногда сопровождающиеся глюкозурией.

У больных с лихорадкой особенно при уменьшении запасов углеводов как источник теплопродукции важное значение приобретает мобилизация жиров из депо и ускорение их расщепления. В ряде случаев наблюдается увеличение содержания в крови промежуточных продуктов обмена – кетоновых тел (гиперкетонемия) и кетонурия.

Изменения белкового обмена при лихорадке характеризуются отрицательным азотистым балансом. При лихорадке инфекционного происхождения внутритканевое расщепление белков особенно усиливается. Снижение аппетита и нарушение переваривания белков приводит к углублению нарушений белкового обмена и развитию отрицательного азотистого баланса.

Во время лихорадки происходят изменения и водно-солевого обмена. Так, на I стадии лихорадки вследствие ускорения почечного кровообращения диурез увеличивается (полиурия). На II стадии вследствие повышения секреции альдостерона происходит задержка ионов Na+ и Cl- в организме. Гипернатриемия, приводящая к гиперосмии, способствует увеличению секреции вазопрессина (антидиуретического гормона) и диурез уменьшается (олигурия). На III стадии лихорадки ускоряется выведение Na+, Cl- и воды с потом и мочой /7/.

В течение лихорадки отмечается снижение содержания свободного железа в плазме крови, а содержание ферритина повышается. При длительной лихорадке наблюдается дефицит железа, что может привести к психическим расстройствам, депрессии, запору и гипохромной анемии. Все эти изменения приводят к снижению активности тканевых ферментов. В сыворотке крови уменьшается содержание и других бивалентных катионов (Cu2+, Zn2+), что является результатом их соединения с белками «острой фазы».

Лихорадка сопровождается нарушением кислотно-щелочного равновесия и приводит к возникновению метаболического ацидоза. Иногда при умеренной лихорадке за счет ускорения альвеолярной вентиляции снижается содержание углекислого газа в крови и возникает дыхательный алкалоз, а гипокапния приводит к спазму мозговых сосудов.

При лихорадке в деятельности различных органов и систем происходят характерные изменения.

Нервная система. Центр терморегуляции осуществляет свою деятельность посредством вегетативной нервной системы и эндокринных желез (гипофиз, надпочечники, щитовидная железа). Так, при активации симпатической нервной системы увеличивается выделение в кровь таких гормонов, как адреналин, норадреналин, тироксин, происходит спазм кожных сосудов и уменьшение потоотделения. В результате происходит увеличение теплопродукции и уменьшение теплоотдачи. При активации парасимпатической нервной

142

ЛИХОРАДКА 11

системы увеличивается потоотделение, расширяются сосуды кожи и слизистых оболочек, ускоряется теплоотдача. В процессе терморегуляции участвуют также спинномозговые центры, но они действуют под контролем гипоталамических центров терморегуляции, локализующихся в гипоталамусе. При повреждении спинномозговых центров организм теряет способность поддержания нормальной температуры тела.

На процессы терморегуляции значительное воздействие оказывает кора мозга. Повышение температуры тела при эмоциональном перенапряжении (у артистов, ораторов) объясняется возбуждающим действием коры мозга на центр терморегуляции.

При лихорадке (особенно на стадии повышения температуры) могут возникнуть головная боль, повышение возбудимости, судороги, а в тяжелых случаях галлюцинации, потеря сознания.

Эндокринная система. Важную роль в регуляции теплового баланса в организме во время лихорадки играют эндокринные железы. Лихорадка оказывает на организм действие как стрессовый фактор. В результате увеличивается секреция из гипофиза в кровь АКТГ, из надпочечников – катехоламинов и глюкокортикоидов. Особенно на I и II стадиях лихорадки увеличивается выделение в кровь адреналина. При заболеваниях с нарушениями функции щитовидной железы, например, при гипертиреозе увеличивается теплопродукция, а при гипотиреозе, напротив, снижается.

Путем введения в желудочки мозга особых пептидов, синтезируемых в гипоталамусе и слизистой оболочке кишечника (соматостатин, нейротензин, вазоактивный интестинальный пептид), можно вызвать повышение температуры тела.

Сердечно-сосудистая система. Повышение температуры на 1°C сопровождается учащением сердечных сокращений на 8-10 ударов/мин. В раннем детском периоде это изменение проявляется еще больше (повышение температуры на каждые 0,5°C повышает пульс на 10 ударов). Повышение сердечной деятельности при лихорадке объясняется активацией симпатической нервной системы и влиянием горячей крови на функциональную активность синусового узла. Однако при брюшном тифе раздражение центра блуждающего нерва приводит к брадикардии.

На I стадии лихорадки артериальное давление несколько повышается, на II стадии – нормализуется или снижается на 10-15% ниже нормы. На III стадии артериальное давление еще больше снижается. При критическом снижении температуры может развиться острая сосудистая недостаточность – коллапс.

Дыхательная система. Обычно лихорадка приводит к повышению частоты дыхания, что, в свою очередь, сопровождается учащением пульса и повышением температуры тела. С одной стороны это объясняется увеличением функциональной активности дыхательного центра в результате действия горячей крови, а с другой стороны – увеличением содержания углекислого газа, токсических веществ и промежуточных продуктов обмена в организме при лихорадке.

Пищеварительная система. В течение лихорадки секреторная деятельность пищеварительного тракта снижается. Снижение слюноотделения вызывает сухость во рту, губы высыхают и трескаются, на поверхности языка образуется налет, в ротовой полости создаются условия для развития патогенных микроорганизмов. У больных возникает жажда, аппетит резко снижается. Желудок, поджелудочная железа и секреторная функция кишечника снижаются и наблюдается нарушение пищеварения. Вследствие уменьшения двигательной функции желудка могут возникнуть тошнота и рвота. Снижение функции кишечника приводит к запорам. Застойные явления в пищеварительном тракте ускоряют процессы гниения и брожения, развиваются метеоризм и аутоинтоксикация.

143

11.3. Развитиелихорадкивонтогенезе

У новорожденных механизмы, регулирующие теплоотдачу в окружающую среду, развиты слабо. Поэтому температура тела младенцев отличается относительной стабильностью, т.е. при изменении температуры окружающей среды в широких пределах их температура тела тоже может снижаться или повышаться. Недоразвитие механизмов терморегуляции у новорожденных также оказывает воздействие на лихорадочную реакцию при инфекционных заболеваниях. Клинические наблюдения показывают, что пневмония и грипп у новорожденных первые 3 месяца жизни сопровождаются слабой лихорадочной реакцией. После 4 месяцев эти заболевания удетейпротекаютсвысокойтемпературой.

11.4. Лихорадоподобныесостояния

Температурные изменения в организме, не связанные с системами терморегуляции (например, гипертермия и т.д.), не считаются лихорадкой. Эти состояния объединяются под общим названием «лихорадоподобные состояния».

Под «лихорадоподобными состояниями» подразумеваются состояния, схожие по определенным особенностям с лихорадкой, однако их развитие не связано с действием пирогенных факторов. К ним относятся лихорадоподобные состояния нейрогенного и эндокринного происхождения, а также повышение температуры под действием лекарственных препаратов.

Выделяют центральные, психогенные и рефлексогенные формы нейрогенных лихорадоподобных состояний. Центральные лихорадоподобные состояния связаны с повреждениями различных отделов головного мозга (кровоизлияния в мозг, опухоли, травмы,

отек мозга и др.). Психогенные лихорадоподобные состояния наблюдаются на фоне функциональных изменений ЦНС (невроз, психические расстройства и др.), эмоционального перенапряжения (например, у ораторов, студентов во время сессии, артистов и др.), гипноза и т.д. Рефлексогенное лихорадоподобное состояние может возникнуть при холецисто- и

нефролитиазе, раздражении перитона, катетеризации мочевого пузыря, почечной и печеночной коликах и т.д. При всех этих состояниях, как правило, возникает болевой синдром. В то же самое время нельзя не придавать значения микроповреждениям и вероятности образования первичныхнеинфекционныхпирогенов.

Эндокринные лихорадоподобные состояния наблюдаются на фоне ряда эндокринных патологий, особеннонафонетиреотоксикоза ифеохромоцитомы.

Лихорадоподобные состояния вследствие действия лекарственных препаратов

возникают при введении некоторых фармакологических препаратов (кофеин, эфедрин, метиленовая синь, гиперосмолярные растворы, α-динитрофенол, фенамин и др.) энтеральным или парэнтеральным путем. Некоторые из этих препаратов (адреналин, кофеин, фенамин и др.), повышая тонус симпатической иннервации, возбуждают центр терморегуляции, а другие (α-ди- нитрофенол, тироксин и др.), непосредственно ускоряя процессы окисления в тканях, повышают теплопродукцию иприводятк развитиюлихорадоподобногосостояния.

В некоторых случаях ряд лекарственных препаратов стимулирует развитие эндогенной гипертермии. Примером этого может служить злокачественная гипертермия (рис. 11.3) /8/. Злокачественная гипертермия возникает вследствие наследственного дефекта гена, кодирующего рианодиновые рецепторы (кальциевые каналы саркоплазматического ретикулума). У таких

144

ЛИХОРАДКА 11

лиц некоторые ингаляционные анестетики (галотан, энфлуран и др.), использование миорелаксантов приводит к выходу кальция из саркоплазматического ретикулума скелетных мышц в большом количестве, что, в свою очередь, вызывает мышечную дрожь. В результате в мышцах истощаются запасы АТФ и для обеспечения энергетических потребностей клетки, ускоряется гликогенолиз. При этом увеличивается использование кислорода и образование тепла. Запускается анаэробный механизм обмена, что приводит к накоплению в клетках большого количества молочной кислоты, ацидозу, разрушению мышечных волокон. В кровь поступают в большом количестве калий, миоглобин и креатинфосфокиназа. Гиперкалиемия становится причиной аритмий, а миоглобинурия – повреждения почки. Избыточное образование тепла нарушает механизмы терморегуляции, в результате чего температура тела быстро поднимается и возникает гипертермия, судороги. Если злокачественная гипертермия своевременно будет выявлена, ее успешное лечение возможно. При этом необходимо срочное прекращение наркоза или введения миорелаксантов, и необходимо назначить дантролен, который блокирует выход кальция из клеток скелетных мышц, и провести мероприятия для охлаждениятела.

Ингаляционная анестезия, миорелаксанты

Генетический дефект транспорта Са2+

Рис. 11.3. Механизм развития злокачественной гипертермии /8/.

Гипертермия и другие лихорадоподобные состояния отличаются от истинной лихорадочнойреакциипо ряду особенностей/7/:

во время лихорадки температура организма не зависит от температуры окружающей среды, а при гипертермии имеется прямая зависимость температуры тела от температуры окружающей среды;

в течение лихорадки в механизмах терморегуляции происходят изменения, однако организм не теряет контроля над этими процессами. В течение лихорадки процессы

145

терморегуляции меняются по фазам, а при гипертермии терморегуляция полностью нарушается;

при лихорадке повышение температуры тела связано с действием пирогенов, а при гипертермии пирогены не играют никакой роли в повышении температуры тела;

лихорадка в отличие от гипертермии, являясь универсальной, стереотипной ответной реакцией, также как и другие типические патологические процессы имеет для организма защитное значение;

в то время как антипиретические лекарства, особенно ингибиторы циклооксигеназы, ведущие к уменьшению синтеза простагландина (ибупрофен, аспирин и т.д.), являются при лихорадке эффективными, при гипертермии они не ведут к снижению температуры тела.

11.5. Значениелихорадкидляорганизма, понятиеопиротерапии. Общиепринципылечениялихорадки

Как и все типические патологические процессы, лихорадка имеет для организма как положительное, так и отрицательное значение. Так, повышение температуры приостанавливает размножение и развитие ряда микроорганизмов (например, кокки, спирохеты, вирусы и др.). Было установлено, что гонококки и трепонема погибают при 40-41°C, а при 38-39°C нарушается репликация некоторых вирусов. Высокая температура снижает устойчивость некоторых бактерий к лекарственным препаратам (например, микобактерий туберкулеза). При лихорадке ускорение обмена веществ в клетках увеличивает их функциональную активность, усиливает барьерную и детоксикационную способность печени, а увеличение диуреза ускоряет выведение из организма токсических веществ. В условиях лихорадки увеличивается иммунобиологическая защитная способность организма. При повышении температуры тела усиливается фагоцитарная способность лейкоцитов и тканевых макрофагов, увеличивается синтез антител, интерферонов, усиливается влияние IL-1 на клеточный и гуморальный иммунитет. Во время лихорадки ослабевают размножение опухолевых клеток, уменьшается развитие аллергических реакций.

Вышеуказанные положительные особенности лихорадки дают основания для применения лечебного метода, называемого «пиротерапией». Пиротерапия – метод создания лихорадки с помощью искусственных пирогенов – проводится в комплексе с другими методами лечения. С этой целью используют высокоочищенные биогенные препараты, например, пирогенал. Пирогенал – липополисахарид, отделяемый от мембраны грамотрицательных бактерий.

В настоящее время пиротерапия применяется при различных заболеваниях суставов, во время реабилитации вялых и спастических параличей, возникших при рассеянном склерозе и при полиомиелите, для интенсификации репаративных процессов после травм и ожогов, ускорения рассасывания рубцов, при некоторых нервных и кожных заболеваниях (псориаз, экзема и др.). Этот метод имеет большое значение как неспецифический метод лечения венерических заболевания (например, гонорея, поздняя стадия сифилиса и др.). Применение пиротерапии на поздних стадиях сифилиса облегчает влияние лекарственных препаратов на возбудителей болезни в головном мозге путем увеличения проницаемости гематоэнцефалического барьера. Повышение температуры тела также увеличивает чувствительность бледных спирохет к действию лекарств, что увеличивает эффективность лечения. Пиротерапия используется наряду с другими методами лечения злокачественной форме

146

ЛИХОРАДКА 11

гипертензии. При этом в результате действия пирогенала улучшается почечный кровоток, уменьшается секреция ренина и уменьшается прессорное действие на сосуды.

Высокая температура увеличивает чувствительность опухолевых клеток к химиотерапии и лучевой терапии, что дает основание использовать пиротерапию в лечении злокачественных опухолей.

Наряду с показаниями к пиротерапии, есть ряд противопоказаний для ее проведения. Сюда относятся ишемическая болезнь сердца, гипертония, тиреотоксикоз, воспалительные процессы с острым течением и др.

Положительные стороны лихорадки проявляются при умеренном и недлительном повышении температуры. Чем больше повышается температура, тем больше увеличивается ее отрицательное влияние на организм. Высокая температура мучительна для больного, оказывает отрицательное влияние на сердечно-сосудистую, нервную, пищеварительную системы и, в общем, на метаболизм. При длительной лихорадке (например, туберкулез, бруцеллез и др.) нарушаются все физиологические функции. Если температура тела поднимается выше 39°C, то могут появиться общая слабость, головная боль, тахикардия, галлюцинации, у детей до 5 лет – фебрильные судороги и приступы эпилепсии; если температура тела поднимается выше 40°C, то фагоцитоз ослабевает, активность лимфоцитов нарушается, увеличивается чувствительность организма к действию некоторых экзотоксинов. У беременных женщин возможны тератогенный эффект и нарушения развития плода. Лихорадка у больных с сердечной недостаточностью осложняет течение болезни. Критическое снижение температуры может привести к такому опасному осложнению, как коллапс.

Таким образом, несмотря на то, что лихорадка имеет для организма защитноприспособительное значение, очень важно облегчение и устранение ее вредных проявлений. В течение сердечных, легочных и острых неврологических заболеваний, при сепсисе, шоке, эпилепсии, нарушениях водно-электролитного баланса, почечных патологиях и метаболических нарушениях, у детей до 5 лет, при повышении температуры выше 39-40°C и других состояниях возникает необходимость лечения антипиретиками. Как жаропонижающие вещества более широко применяются ненаркотические анальгетики, нестероидные противовоспалительные препараты (аспирин, парацетамол, индометацин и др.). Основной механизм действия этих препаратов состоит в ингибировании фермента циклооксигеназы, что приостанавливает синтез простагландинов. Под действием глюкокортикоидов синтезируется липокортин, являющийся ингибитором фермента фосфолипазы A2, что уменьшает освобождение мембранных фосфолипидов (арахидоновая кислота) – первичного материала для образования простагландинов, в результате повышенная температура тела снижается.

147

Глава12. ИНФЕКЦИОННЫЙПРОЦЕСС

Инфекционный процесс – типический патологический процесс, представляющий собой совокупность функциональных, морфологических, иммунологических, биохимических и других изменений, развивающихся в результате взаимодействия патогенного микроорганизма с макроорганизмом. Инфекционное заболевание – клиническая форма проявления инфекционного процесса.

При изучении инфекционного процесса используются определенные специфические термины /1, 6/:

Организм хозяина – любой организм, обеспечивающий потребность микроорганизмов в питании и размножении. В качестве организма хозяина подразумевается организм человека, обеспечивающий рост и развитие микроорганизма.

Сепсис – тяжелая распространенная форма инфекционного процесса, характеризующаяся размножением микроорганизмов в крови и других жидкостях организма.

Септикопиемия – инфекционный процесс, характеризующийся образованием в различных органах итканях вторичных гнойных очагову больных ссепсисом.

Бактериемия, вирусемия – выявление бактерий и вирусов в крови. При этом не наблюдается их размножение в крови.

Микстинфекция – инфекционный процесс, возникающий с одновременным участием двух и более возбудителей.

Реинфекция – инфекционный процесс, повторно вызванный тем же самым микроорганизмом после выздоровления.

Суперинфекция – повторное инфицирование другим микроорганизмом до периода выздоровления больного.

Вторичная инфекция – инфекционный процесс, вызванный другим микроорганизмом на фоне первичного инфекционного заболевания.

12.1. Этиологияинфекционныхпроцессов

Специфичность инфекционного процесса определяется его возбудителем. Возбудители классифицируются по двум основным особенностям: по строению и среде размножения. По строению возбудители подразделяются на прионы, вирусы, бактерии, риккетсии, хламидии, простейшие, грибы и др.; по среде размножения – внутри- и внеклеточные микроорганизмы. Облигатные внутриклеточные организмы приспособлены к жизни и размножению только внутри клеток организма хозяина. Так, эти микроорганизмы для роста и развития используют органоиды клеток хозяина. Внеклеточные микроорганизмы приспособлены к жизни и размножению вне клетки. Поэтому их можно посадить на искусственных питательных средах и получить их чистую культуру.

Существуют следующие формы совместной жизни макро- и микроорганизмов: Паразитизм – это свойство, характерное для патогенных микроорганизмов. При этом

микроорганизм использует макроорганизм как источник питания, объект постоянного и временного обитания и наносит вред организму хозяина. Микроорганизмы, относящиеся к этой группе, часто характеризуютсяспособностьюкобразованию токсинов.

Комменсализм – свойство, характерное для условно патогенных микроорганизмов. При этом жизнедеятельность микроба не наносит вред макроорганизму (например, нормальная

148

ИНФЕКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС 12

микрофлора кишечника, кожи, слизистых оболочек).

Мутуализм – свойство, характерное для непатогенных микроорганизмов. Это совместная и взаимовыгодная форма проживания микро- и макроорганизмов (например, бактерии микрофлоры кишечника и организм).

Особенности возбудителя. Развитие инфекционного процесса определяется патогенностью возбудителя. Под патогенностью микроорганизмов подразумевается их проникновение в макроорганизм (это свойство называется инфективностью), его размножение в нем и способность вызывать своеобразное заболевание.

Основными факторами патогенности считаются вирулентность микроорганизмов, их адгезивность, колонизация, инвазивность, защитная система и образование токсинов /6/.

Степень патогенности микроорганизмов измеряется его вирулентностью. Вирулентность – это проявление патогенетического генотипа в фенотипе, определяющее степень болезнетворности микроорганизма. Вирулентность микроорганизмов может быть большой или малой.

Если контакт человека с микроорганизмом не приводит к адгезии к клеткам организма хозяина и образованию колоний, то инфекционный процесс или заболевание не развиваются. Факторы адгезии – это поверхностные химические структуры микробной клетки, являющиеся по природе белками или полисахаридами. Различные адгезины обеспечивают взаимодействие микробов с определенными клетками макроорганизма.

Под колонизацией подразумевается деление и размножение микроорганизмов после их адгезии, образование скопления микробов (колонии). Для образования колоний возбудитель должен проникнуть через «входные ворота» во внутреннюю среду организма хозяина (рис. 12.1).

Рис. 12.1. «Входные ворота» и пути распространения инфекции /9/.

Микроорганизмы проникнув во внутреннюю среду организма через кожу (малярия, сыпной тиф, кожный лейшманиоз и др.), дыхательные пути (грипп, корь, скарлатина и др.),

149

желудочно-кишечный тракт (дизентерия, брюшной тиф и др.), слизистые оболочки мочеполовых органов (гонорея, сифилис), стенки сосудов (укусы членистоногих, инъекции и хирургические вмешательства), попадая в кровь и лимфу, распространяются в организме. Локализация входных ворот инфекции определяет особенности болезни. Например, вхождение стрептококков в организм через миндалины приводит к развитию ангины, через кожу – к пиодермии, матку – эндометриту.

Инфекционные факторы, образующие колонию в ткани, часто приводят к развитию местного воспаления, затем включается комплекс общих реакций (изменение артериального давления, нарушение проницаемости капилляров, повышение свертывающей способности крови, активация лейкоцитов, лихорадка и т.д.). Во время развития таких реакций обычно усиливаются специфические и неспецифические защитные механизмы против инфекции, направленные на предотвращение распространения возбудителя в организме, в противном случае происходит инвазия. Инвазией называется распространение инфекционного фактора или его продуктов в окружающие ткани и далеко расположенные органы, его фиксация и размножение в клетках-мишенях.

Бактерии распространяются в организме посредством межклеточных пространств (за счет гиалуронидазы бактерий или дефектов в эпителии), лимфатических капилляров (лимфогенно), кровеносных сосудов (гематогенно), серозных полостей и спинномозговой жидкости. К факторам, обеспечивающим проникновение возбудителей во внутреннюю среду макроорганизма (пенетрация) и его распространение, относятся синтезируемые микроорганизмами ферменты (гиалуронидаза, коллагеназа, нейроаминидаза), жгутики (холерный вибрион, кишечная палочка, протеи) и мембраны некоторых микроорганизмов, обладающих способностью к волнообразному движению (спирохеты и некоторые простейшие). Большинство возбудителей обладают тропностью к определенным тканям макроорганизма. Это определяется наличием адгезивных молекул микробов и соответствующих рецепторов на клетках макроорганизма. За счет этого бактерии, соединяясь с рецепторами клетокмишеней, накапливаются в этих тканях. Например, вирус гриппа сначала соединяется с поверхностными рецепторами эпителиальных клеток дыхательных путей, затем, проникая в клетку, повреждает ее. Нужно отметить, что иногда инфекционный фактор, не образуя колонию, может вызвать повреждение. Некоторые микроорганизмы при попадании на поверхность слизистых оболочек поглощаются макрофагами барьера слизистых оболочек. Эти макрофаги, переводя возбудителей во внутреннюю среду организма, могут привести к развитию инфекционного процесса. Например, вирус СПИДа поглощается макрофагами слизистой оболочки мочеполовой системы. «Загруженные» вирусом макрофаги, транспортируют их в структуры подслизистой оболочки, откуда вирусы посредством крови и лимфы распространяются в организме и избирательно повреждают Т-хелперы.

Защитные факторы путем защиты возбудителей инфекции от бактерицидных механизмов организма хозяина еще больше повышают их вирулентность. К ним относятся капсулы, гидролитические ферменты, угнетающие фагоцитоз и иммунные реакции организма. Изза того, что некоторые возбудители покрыты капсулой, затруднено их распознавание со стороны фагоцитов. Капсула защищает микроорганизмы также от воздействия внутрифагоцитарных лизосомальных ферментов и пероксидных радикалов (например, возбудители сибирской язвы, гонореи, туберкулеза). Иммунные реакции при этом не развиваются.

К гидролитическим ферментам относятся каталаза, протеаза, коагулаза, уреаза и др.

150