Глава 1. УЧЕНИЕ ОБ ИНФЕКЦИИ
Понятие об инфекции и инфекционном процессе.Инфекция (состояние зараженности) — эволюционно сложившийся комплекс биологических реакций взаимодействия чувствительного макроорганизма и потенциально патогенных микроорганизмов. С общебиологической точки зрения инфекция — одна из форм сожительства живых существ, разновидность паразитизма.
Основные формы инфекции — инфекционная болезнь, иммунизирующая субинфекция и микробоносительство. Известно, что внедрение патогенных микробов в организм животного часто обусловливает лишь временное носительство соответствующих микроорганизмов. Но в других случаях размножение внедрившихся или активизация уже обитавших в организме патогенных микробов вызывает развитие комплекса защитно-приспособительных реакций, являющихся ответом на специфическое патогенное (болезнетворное) действие микроорганизмов. Приспособительные, патологические и восстановительные реакции выражаются в морфологических, функциональных, биохимических изменениях и направлены на сохранение постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Совокупность названных реакций в их динамике называют инфекционным процессом. Он включает, с одной стороны, адаптацию, размножение и распространение возбудителя в организме, его болезнетворное действие, а с другой — реакции макроорганизма. Инфекционный процесс составляет патогенетическую сущность инфекционной болезни.
Возникновение, развитие и исход инфекционного процесса зависят от количества и степени патогенности микроба-возбудителя, восприимчивости животного-хозяина и условий внешней среды, влияющих на состояние защитных сил макроорганизма.
Взаимоотношения между макро- и микроорганизмами.Эволюционно сложившиеся формы взаимоотношений микроорганизмов с организмом животного довольно разнообразны. Симбиозом называют длительное сожительство, обычно приносящее взаимную пользу. Ряд представителей нормальной микрофлоры животных действительно приносят своей жизнедеятельностью определенную пользу хозяевам. Так, молочнокислые бактерии желудочно-кишечного тракта образуют молочную кислоту, которая сдерживает развитие гнилостной микрофлоры. Другие микробы проявляют полезную ферментативную активность. Это важно для обеспечения нормального пищеварения у жвачных животных, потребляющих корма, богатые клетчаткой. В рубце жвачных обитает огромное количество микробов, которые активно участвуют в процессе пищеварения. Происходит расщепление клетчатки, крахмала, синтезируется бактериальный белок. Некоторые бактерии — обитатели кишечника — продуцируют витамины, необходимые для биокаталитических реакций.
Комменсализм — форма сожительства, при которой один организм живет (получает питательные вещества) за счет другого, не причиняя ему какого-либо вреда. К комменсалам относится большинство представителей нормальной микрофлоры животных. Но некоторые из комменсалов при снижении резистентности хозяина могут проявить патогенность, вызвать эндогенную инфекцию.
Паразитизм — особый и чрезвычайно распространенный тип сожительства, при котором один организм (паразит) живет за счет другого (хозяина) и причиняет ему вред, выражающийся в функциональных и морфологических нарушениях. Такие микробы называются патогенными (болезнетворными). В число известных болезнетворных микробов-паразитов входят бактерии, вирусы, грибы, риккетсии, микоплазмы, хламидии. В последние годы стали известны прионы — возбудители некоторых медленных инфекций животных и людей, представляющие собой безнуклеиновые структуры, состоящие из' низкомолекулярного белка (инфекционные белки).
Все микробы-паразиты происходят от свободноживущих сапрофитов, которые используют для питания мертвые органические субстраты. В процессе длительной эволюции часть сапрофитов утратила способность к размножению во внешней среде и приспособилась к паразитированию в организме животных (или человека), ставшем естественной средой их обитания. Очевидно, вначале микробы-паразиты локализовались только на наружных покровах животных, на слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, половых органов. Но затем многие микробы стали проникать в глубинные ткани хозяина. В дальнейшем приобреталась способность паразитировать только в определенных тканях. Одновременно происходила адаптация к определенным видам (одному или многим) животных-хозяев. При этом микроорганизмы приспосабливались не только к определенной физико-химической среде, но и к защитным реакциям со стороны своего хозяина.
В результате среди микробов — возбудителей болезней животных в настоящее время преобладают облигатные паразиты, полностью утратившие способность к сапрофитическому образу жизни. Вирусы, некоторые патогенные простейшие, риккетсии, микоплазмы и хламидии приспособились к внутриклеточному паразитизму, который рассматривается как высшая ступень облигатного паразитизма. Некоторые патогенные бактерии также способны к проникновению в клетки и размножению внутри их. Так, листерии и микобактерии могут размножаться в фагоцитах (в основном в макрофагах). Это обеспечивает им защищенность от факторов иммунитета и антибиотиков.
В то же время известны патогенные микробы, оставшиеся факультативными паразитами. Так, возбудители ботулизма, столбняка, газовой гангрены сохранили способность к сапрофитизму. Предполагается, что все известные виды микробов, являющихся облигатными паразитами, прошли эволюционный этап факультативного паразитизма.
Взаимоотношения организма животных и многочисленных видов микробов-паразитов продолжают изменяться и в настоящее время. В последние десятилетия в связи с активным проведением массовой профилактической вакцинации животных снижается удельный вес болезней, вызываемых облигатными паразитами. Главной проблемой стали болезни, этиологически обусловленные действием факультативно-патогенной микрофлоры, сочетаниями вирусов и бактерий, многие из которых ранее не считались болезнетворными.
Сущность действия возбудителей инфекции. Потенциальную способность микробов паразитировать в организме животных и вызывать инфекцию (инфекционный процесс) определяют как патогенность, болезнетворность. Микробов, обладающих такой способностью, называют патогенными. В зависимости от характера возбудителя различают бактериальную, вирусную, грибную инфекцию.
Патогенность — видовой признак, качественная характеристика микробного вида, определяемая его генотипом. Факторы патогенности, позволяющие, микробу сохраняться, размножаться и распространяться в тканях и органах животного, связаны со структурными элементами микробной клетки, ее метаболитами, с эндо- и экзотоксинами бактерий. Каждый вид патогенных микробов характеризуется определенным набором указанных факторов. Но их наличие еще не определяет возможность развития инфекционного процесса. Большое значение имеет естественная резистентность восприимчивого животного.
Многие из известных возбудителей инфекций — облигатно (обязательно) патогенные микробы (вирус ящура, возбудитель сибирской язвы и др.). Способность вызывать инфекционный процесс — их постоянный видовой признак, который возник и генетически закрепился в процессе эволюции. Но существуют и факультативно-патогенные (условно-патогенные) микробы, часто обитающие в организме животных на правах симбионтов, комменсалов и вызывающие инфекционный процесс лишь при ослаблении резистентности хозяев.
В процессе эволюции одни патогенные микробы приобрели способность паразитировать как в организме человека, так и в организме животных самых разных видов (возбудители сибирской язвы, бруцеллеза, туберкулеза, бешенства), другие — в организме человека и животных определенных видов. Так, вирус ящура — паразит парнокопытных, а возбудитель сапа — однокопытных животных, но оба они могут вызвать болезнь и у человека. Такие инфекционные болезни называют зооантропонозами. Вирусы африканской чумы лошадей и инфекционной анемии поражают только лошадей, а возбудитель чумы свиней — только свиней. У некоторых микробов, особенно у риккетсии и вирусов, выработался тканевый тропизм — способность паразитировать лишь в определенных тканях. По признаку тропизма вирусы определяют, например, как нейротропные, пневмотропные, дер-матропные и пантропные.
Для большинства облигатно патогенных возбудителей характерна специфичность патогенного действия — они вызывают инфекционные болезни с определенной нозологической специфичностью, которая проявляется в особенностях локализации возбудителя, характере поражения тканей и органов, клинической картине и продолжительности болезни, особенностях возникающего иммунитета, путях выделения микробов из организма животного. Эти особенности учитывают при постановке диагноза, Лечении, разработке методов профилактики болезни.
У разных штаммов микробов одного и того же вида патогенность может существенно различаться. Степень (меру) патогенности называют вирулентностью. Это не общевидовое свойство, а индивидуальная особенность конкретного генетически однородного штамма (культуры) микробов. По этому признаку штаммы подразделяют на высоко-, умеренно-, слабовирулентные и авирулентные. Вирулентность микроорганизма следует рассматривать как сумму его болезнетворных свойств. Высоковирулентные штаммы микробов обычно вызывают более тяжелую болезнь.
Вирулентность непостоянна. Многократные пассажи штамма через восприимчивых животных обычно приводят к повышению его вирулентности. Напротив, при длительном пребывании патогенных микробов в неблагоприятных условиях, проведении через маловосприимчивых животных вирулентность снижается. Ее можно ослабить и путем воздействия высокой температуры, антибиотиков, бактериофагов, дезинфицирующих средств, ультрафиолетового и ионизирующего облучения культур микроорганизмов. Принцип искусственного снижения вирулентности при сохранении иммуногенной способности микробов используется при изготовлении живых вакцин.
За единицы измерения вирулентности приняты летальная и инфицирующая дозы. Доза летальная минимальная (DLM) — это наименьшее количество живых микробов или их токсинов, вызывающее за определенный срок гибель лабораторных животных определенных вида, массы и возраста. Но поскольку индивидуальная чувствительность животных неодинакова, принято устанавливать LD50 — среднюю летальную дозу, т.е. наименьшую дозу микробов (токсина), вызывающую гибель 50% животных в опыте. При определении летальной дозы учитывают и способ введения возбудителя. Таким же образом определяют инфицирующую дозу — количество культуры микроба или токсина, вызывающее проявление соответствующей инфекции. Вирулентность свойственна только живым клеткам патогенных микробов, размножающимся в организме животного.
Факторы патогенности (вирулентности) микроорганизмов. К числу факторов патогенности относятся агрессины, экзо- и эндотоксины, ферменты-токсины, аллергены, пили и другие адгезивные факторы. Различают экзо- и эндотоксины — внеклеточные и внутриклеточные бактерийные яды. Экзотоксины — главный фактор патогенности возбудителей столбняка, ботулизма, эмфизематозного карбункула, стафилококкозов и многих других инфекций. Это — вещества белковой или полипептидной природы, легко диффундирующие из микробных клеток в окружающую среду. Соответственно их можно получить в чистом виде. Экзотоксины — самые сильные из известных биологических и химических ядов. Ботулинический токсин в 10 млрд раз активнее синильной кислоты. Действие этих ядов специфичное, избирательное. Столбнячный токсин, например, действует на двигательные нервные клетки и вызывает судорожные сокращения мышц, а ботулинический, напротив, обусловливает расслабление мышц. Гемотоксины стафилококков и стрептококков вызывают повреждение и лизис эритроцитов, а лейкоцидины разрушают лейкоциты. Экзотоксины обусловливают резко выраженную интоксикацию. Их действие в отличие от химических ядов проявляется после определенного инкубационного периода. При парентеральном введении экзотоксинов в сыворотке крови животных образуются специфические нейтрализующие антитела — антитоксины. Соответственно хороший лечебный эффект обеспечивают гипериммунные антитоксические сыворотки.
Экзотоксины термолабильны, но ботулинический токсин выдерживает кипячение в течение нескольких минут. Они разрушаются под действием пищеварительных ферментов (исключение составляют токсины возбудителя ботулизма и патогенных стафилококков). Длительное воздействие небольших доз формалина при 35-40 °С лишает экзотоксины их ядовитых свойств. Но антигенная и иммуногенная активность сохраняются. Токсины, обезвреженные формалином и теплом, называют анатоксинами (токсоидами). Внедрены в практику столбнячный формол-квасцовый анатоксин, полианатоксин для специфической профилактики основных клостридиозов овец. Анатоксины индуцируют антитоксический иммунитет. Образующиеся при этом антитела нейтрализуют экзотоксины, но не влияют на самих возбудителей токсикоинфекций и на их эндотоксины.
Эндотоксины — бактериальные яды, прочно связанные с микробными клетками и высвобождающиеся лишь после их лизиса. Они термостабильны (некоторые выдерживают кипячение) и малоактивны как антигены. Токсическое действие неспецифично и гораздо слабее, чем у экзотоксинов. При их воздействии на организм возникают явления общей интоксикации: слабость, лихорадка, кровоизлияния на видимых слизистых оболочках. Эндотоксин продуцируют бруцеллы, сальмонеллы, возбудители туберкулеза, сапа и многие другие микробы, в основном грамотрицательные.
Любая инфекция начинается с прикрепления поверхностных антигенных структур возбудителя к рецепторам клеток хозяина. Способность патогенных микроорганизмов проникать во внутреннюю среду хозяина, преодолевать защитные барьеры, распространяться и размножаться в организме называют инвазивностью. Эта способность связана с выработкой ферментов (гиалуронидазы, фибринолизина, коллагеназы), нарушающих целостность некоторых тканей, и наличием агрессинов — веществ, подавляющих фагоцитоз и бактериолиз. Агрессины входят в состав клеточной стенки и капсулы многих патогенных микробов.
Свойственное возбудителям сибирской язвы, туляремии, пневмококкам образование капсулы в организме животных также является важным фактором вирулентности. Капсула защищает микробов от действия антител, содержит вещества, угнетающие фагоцитоз, способствует фиксации бактерий к клеткам макроорганизма.
(Механизм воздействия вирусов на восприимчивый организм описан в главе 5 раздела 1.)
Распространение патогенных микробов в организме животного.Патогенез любой инфекционной болезни определяется характером специфического действия возбудителя и ответных реакций организма. При этом немаловажное значение имеют пути проникновения и распространения возбудителя. Место проникновения патогенного микроба в организм животного называют воротами инфекции. Ими могут быть кожа, конъюнктива, слизистые оболочки пищеварительного тракта, дыхательных путей, мочеполового аппарата, а для плода в эмбриональный период — плацента. Некоторые микроорганизмы могут проявить патогенное действие лишь при проникновении через строго определенные ворота инфекции. Так, вирус бешенства вызывает заболевание в случаях внедрения в организм животного через повреждения кожи или слизистых оболочек. Возбудитель столбняка становится опасным только при проникновении в раны (особенно опасны глубокие раны). Вирус инфекционной анемии обычно проникает в организм лошади через кожу при укусах, нанесенных жалящими насекомыми. Многие другие микробы приспособились к разным путям внедрения. Возбудитель сибирской язвы может вызвать болезнь при проникновении через пищеварительный тракт, органы дыхания, поврежденную кожу. Разнообразны ворота инфекции для возбудителей туберкулеза, сапа.
Знание путей проникновения патогенных микробов в организм животного необходимо для организации эффективной профилактики заражения.
Преодолению естественных защитных барьеров макроорганизма (кожа, слизистые оболочки) может способствовать подвижность микробов, в частности лептоспир, спирохет. Но чаще проникновение происходит через повреждения (микротравмы) эпителия.
С учетом механизма, передачи возбудителя инфекции условно разделяют на алиментарные (кормовые), респираторные (аэрогенные), в том числе пылевые и воздушно-капельные, почвенные, раневые, трансмиссивные и контактные. Условность такой классификации объясняется в основном способностью некоторых возбудителей проникать в организм животного разными путями.
Из ворот инфекции возбудитель может проникнуть в лимфатические щели и лимфатические сосуды, попадая затем с током лимфы в различные органы и ткани (лимфогенный путь распространения). Воспалительные изменения лимфатических сосудов и лимфоузлов — показатель этого пути. Он обязателен, если ворота инфекции — пищеварительный тракт, но имеет значение и при заражении через дыхательные пути.
Гематогенный (по кровяному руслу) путь распространения микробов имеет меньшее значение, так как микроорганизмы сравнительно редко проникают непосредственно в кровь.
Некоторые микробы распространяются по нервной ткани (нейрогенный путь). Типичный пример этого — распространение вируса бешенства в организме зараженного животного. В других случаях распространение происходит по продолжению однородной ткани, так, микробы могут попасть в легкие при поражении верхних дыхательных путей.
Нередко проникшие в организм животного патогенные микробы вначале размножаются только в месте внедрения, вызывая развитие местного воспалительного очага (первичный аффект) как первоначального этапа инфекционного процесса. Так может быть при сибирской язве, туляремии, сапе, стафилококковых и стрептококковых инфекциях.
Если воспалительные и дегенеративные изменения развиваются На ограниченном участке в месте локализации возбудителя, инфекцию называют местной, очаговой, локальной. Примерами локальной инфекции, не имеющей тенденции к генерализации, могут служить некоторые микозы, папилломатоз кроликов и крупного рогатого скота. К числу ярко выраженных локальных инфекций относят трансмиссивный гастроэнтерит свиней.
При задержке микробов в лимфоузлах, контролирующих определенную область, инфекцию определяют как регионарную, В случае прорыва основных защитных барьеров и беспрепятственного распространения микробов в организме с лимфой или кровью говорят о генерализованной инфекции. Генерализация ведет к развитию бактериемии, септикопиемии, образованию вторичных очагов поражения. Если бактерии проникают в кровяное русло, но не размножаются в нем, а лишь транспортируются кровью в различные органы, где и начинают размножаться, говорят о бактериемии. Соответственно проникновение вируса в кровь и распространение его с током крови называют вирусемией; при риккетсиозах говорят о риккетсемии. Реакция организма на присутствие микробов в крови обычно выражается повышением температуры тела.
При многих болезнях (сибирская язва, пастереллез, рожа свиней) в результате снижения бактериостатических свойств крови может развиться сепсис. Микробы размножаются в крови, проникают во все органы и ткани, вызывая образование вторичных очагов поражения. Одна из форм сепсиса — септицемия, при которой возбудитель находится и размножается только в кровеносной и лимфатической системах. При стрепто- и стафилококкозах возбудитель, распространяясь из первичного очага поражения по лимфатическим путям и особенно гематогенно, может вызвать образование вторичных гнойных очагов (метастазов) в различных органах. Такое состояние называют пиемией. Она развивается, в частности, при метастатическом мыте у лошадей. Сочетание явлений септицемии и пиемии обозначают как септикопиемию.
Состояние, при котором возбудители болезни размножаются только в месте внедрения, а патогенное действие оказывают их циркулирующие в крови экзотоксины, называют токсинемией. Типичные токсикоинфекции — столбняк, инфекционная энтеротоксемия и брадзот овец.
Формы инфекции.Инфекция может быть Соли естественной (спонтанной) и искусственной (экспериментальной). Если специфический возбудитель проникает в организм животного извне, из окружающей среды, говорят об экзогенной инфекции. Но при снижении резистентности животного инфекцию могут вызвать условно-патогенные микробы, обитавшие в организме в качестве симбионтов, комменсалов. Это — эндогенная инфекция (аутоинфекция).
Инфекцию, вызванную одним видом возбудителя, называют простой (моноинфекция), а вызванную ассоциацией микробов — ассоциативной. В таких случаях иногда проявляется синергизм— усиление патогенности одного вида микроба под влиянием другого. При одновременном течении двух разных болезней (туберкулез и бруцеллез, туберкулез и паратуберкулез) инфекцию называют смешанной. Различают также вторичную (секундарную) инфекцию, которая развивается на фоне уже имеющейся первичной (основной) инфекции, ослабившей организм, и вызвана другим видом микроба. Секундарная инфекция чаще всего имеет эндогенный характер. Она особенно часто развивается на фоне вирозов. Патогенное действие пастерелл и сальмонелл, например, осложняет течение чумы свиней. Установлено, что важную роль в возникновении диарей у телят первых дней жизни играют рота- и коронавирусы. Вызванные ими патологические процессы предшествуют вторичным бактериальным инфекциям, осложняющим болезнь. Проблема смешанных, вторичных и ассоциированных инфекций особенно актуальна в условиях крупных промышленных ферм и комплексов.
Инфекция может быть явной (инфекционная болезнь с определенной клинической картиной) и скрытой (латентной). Скрытая инфекция включает явление иммунизирующей субинфекции. В ее основе лежит естественная периодическая иммунизация животных небольшими дозами возбудителя. Еще одной своеобразной формой инфекции является микробоносительство.
Наиболее изучены явные инфекции — инфекционные болезни. В сравнении с незаразными они имеют ряд особенностей: специфичность, контагиозность, циклическое течение, формирование постинфекционного иммунитета.
Специфичность выражается в том, что каждую инфекционную болезнь вызывает определенный вид микроорганизма. Контагиозность (заразность, заразительность) — способность инфекционных болезней к распространению, обусловливаемая передачей возбудителя от больных животных здоровым. Наиболее контагиозными считают быстро и широко распространяющиеся болезни. Цикличность течения инфекционных болезней, стадийность развития инфекционного процесса выражаются последовательной сменой инкубационного (скрытого), продромального (предклинического) и клинического периодов с благоприятным (выздоровление) или летальным исходом.
Инкубационным периодом называют промежуток времени с момента внедрения и начала размножения возбудителя (проникновения токсина в организм) до появления первых клинических признаков болезни, а при латентно протекающих инфекциях (туберкулез, бруцеллез) — до появления иммунобиологических реакций.
Продолжительность инкубационного периода различна и варьирует от нескольких часов или дней (при ящуре, сибирской язве) до нескольких месяцев (при бешенстве) и даже до нескольких лет (при медленных инфекциях). Продолжительность инкубационного периода неодинакова даже при одной и той же болезни. Так, при классической чуме свиней она колеблется от 4 до 20 дней. Эти различия зависят от вирулентности возбудителя, величины заражающей дозы, характера ворот инфекции. При повышении вирулентности и увеличении дозы возбудителя сокращается время, необходимое для его размножения и распространения, выработки токсинов. Соответственно сокращается и инкубационный период. Зависимость длительности инкубационного периода от характера ворот инфекции особенно выражена при бешенстве. В случае укусов в области головы скрытый период болезни значительно короче, чем при проникновении возбудителя через раны в области туловища. Учет продолжительности инкубационного периода имеет значение при проведении профилактических и противоэпизоотических мероприятий. При бешенстве, классической чуме свиней и некоторых других болезнях в конце инкубационного периода уже начинается выделение возбудителя. Эпизоотологическое значение таких животных как источников возбудителя инфекции очень велико, поскольку из-за отсутствия клинических признаков болезни их не изолируют. При определении сроков профилактического карантинирования завезенных животных и сроков карантинирования неблагополучных пунктов также учитывают продолжительность инкубационного периода.
После инкубационного периода наступает стадия предвестников болезни — продромальный период, продолжающийся от нескольких часов до 1-2 дней. В это время изменения физиологических функций животного начинают проявляться в клинических симптомах. Отмечают неспецифические, свойственные многим болезням признаки: слабость, угнетение, снижение аппетита, иногда незначительное повышение температуры тела.
Затем наступает период полного развития болезни, проявления основных, типичных клинических признаков, которые учитывают при постановке диагноза. Продолжительность этого периода зависит от уровня резистентности животного. При благоприятном течении инфекционного процесса постепенно восстанавливаются нарушенные физиологические функции, ослабевают клинические проявления — наступает период угасания болезни. Продолжительность этого периода зависит от характера и тяжести болезни, иммунологической реактивности животного, условий содержания, кормления и эффективности лечения.
Следующий этап — период клинического выздоровления (реконвалесценции) животного. Выздоровление не всегда бывает полным. В течение некоторого времени могут сохраняться признаки нарушения функций отдельных органов (остаточные явления). Во многих случаях патологические изменения органов и тканей сохраняются, когда видимых признаков болезни уже нет. Необходимо учитывать, что реконвалесценты могут оставаться носителями и выделителями возбудителя болезни.
В случае неблагоприятного исхода болезни животное погибает внезапно (при сибирской язве, брадзоте, инфекционной энтеротоксемии овец) или в результате нарастающего ослабления и истощения.
Течение инфекционной болезни может быть молниеносным, острым, подострым, хроническим, абортивным, а форма клинического проявления — типичной и атипичной. Иногда формы проявления болезни характеризуют по признаку преимущественной локализации Патологического процесса (кишечная, легочная и кожная формы сибирской язвы).
Для острого течения болезни, обычно продолжающегося от одного до нескольких дней, характерно бурное проявление типичных клинических признаков. Так могут протекать сибирская язва, эмфизематозный карбункул, ящур, бешенство. Возможно и сверхострое (молниеносное) течение, при котором животное погибает через несколько часов вследствие быстро развивающегося сепсиса или токсинемии (сибирская язва, инфекционная энтеротоксемия и брадзот овец). Типичные клинические признаки в таких случаях не успевают развиться.
При подостром, более продолжительном течении клинические признаки болезни тоже типичны, но выражены слабее. Однако патологоанатомические изменения характерны. При вспышках рожи или классической чумы свиней, например, отмечают как острое, так и подострое течение болезней, что объясняется различиями в резистентности животных и вирулентности возбудителя.
В случаях вялого хронического течения болезнь может затянуться на месяцы и далее годы. Клинические признаки слабо выражены, а иногда вообще отсутствуют (при инфекционной анемии лошадей, туберкулезе, бруцеллезе, сапе), что затрудняет диагностику болезни. Такое течение болезнь может принять при снижении вирулентности возбудителя и достаточно высокой резистентности животного.
Не исключаются переходы одного типа течения болезни в другой. Например, при роже свиней исходом острого или подострого течения болезни может стать хроническая инфекция. Бывают и обострения хронических болезней.
Если комплекс клинических признаков характерен для данной инфекционной болезни, форму ее проявления характеризуют как типичную. Однако нередки отклонения от типичной картины вследствие сравнительно легкого переболевания (ангинозная форма сибирской язвы у свиней). Такие формы проявления болезни считают атипичными. В подобных случаях неполнота клинической картины и стертость клинических признаков затрудняют диагностику. В последние годы случаи атипичного проявления инфекционных болезней (классической чумы свиней, ньюкаслской болезни кур, бешенства и многих других) заметно участились. Это связывают с изменениями биологической активности возбудителей, с массовой вакцинопрофилактикой, с широким (зачастую бессистемным) применением лекарственных средств и особенно антибиотиков. Не исключается атипичное проявление болезней у истощенных животных в связи с угнетением их иммунобиологической реактивности. Если инфекционный процесс быстро заканчивается выздоровлением животного, течение болезни называют доброкачественным. Но при сниженной резистентности животного болезнь может принять злокачественное течение, характеризующееся высокой летальностью. Такую, более тяжелую, осложненную форму проявления болезни также следует считать атипичной.
Если типичное развитие болезни внезапно приостанавливается (обрывается) и наступает выздоровление, течение болезни называют абортивным. Абортивно протекающая болезнь кратковременная, проявляется в легкой форме при отсутствии некоторых, нередко основных клинических признаков. Причиной такого течения считают высокую резистентность животного. Известно абортивное течение оспы у грубошерстных овец, когда образующиеся на коже папулы (узелки) быстро исчезают, а общее состояние животных остается удовлетворительным. Абортивное течение мыта у лошадей характеризуется кратковременной лихорадкой и незначительным увеличением лимфоузлов без их нагноения.
Если после перенесенной инфекционной болезни и освобождения организма животного от ее возбудителя происходит повторное заражение тем же самым видом (и серотипом) патогенного микроба, возникает реинфекция. Обязательное условие ее развития — сохранение восприимчивости к данному возбудителю (отсутствие или недостаточная прочность иммунитета). Возможна и суперинфекция — следствие нового (повторного) заражения, наступившего на фоне уже развившейся инфекции, вызванной тем же видом патогенного микроба. Новое заражение, произошедшее до освобождения организма животного от возбудителя, обычно отягощает болезнь, обостряет ее течение. Возврат инфекционной болезни, повторное появление ее симптомов после клинического выздоровления называют рецидивом. Он возникает как эндогенная реинфекция при снижении резистентности животного и активизации сохранившегося в организме возбудителя перенесенной болезни. Рецидивы свойственны болезням, при которых формируется недостаточно прочный иммунитет.
Инфекционный процесс очень часто протекает бессимптомно, скрыто, латентно (бессимптомная, или скрытая, инфекция). Своеобразной формой скрытой инфекции следует считать иммунизирующую субинфекцию — явление, когда патогенные микробы, неоднократно проникающие в организм животного в малых дозах, вызывают иммунобиологические реакции, выработку специфических антител, но сами при этом погибают. Соответственно животное не становится источником возбудителя, патоморфологических изменений не выявляют, функциональных расстройств не обнаруживают. Такое состояние могут вызвать возбудители эмфизематозного карбункула, лептоспироза и, вероятно, многих других инфекционных болезней.
Особой формой инфекции является микробоносительство — более или менее продолжительное пребывание возбудителя болезни в организме здорового животного. При микробоносительстве нет патологических изменений каких-либо органов или функциональных расстройств; размножение микробов сдерживается на определенном уровне, однако животные-микробоносители представляют опасность как потенциальные источники возбудителя инфекции. Соответственно истинным, или «здоровым», является микробоносительство, не связанное с предшествующим переболеванием животного. Оно не сопровождается иммунологической перестройкой организма и выявляется лишь с помощью бактериологического (вирусологического) исследования. Такое состояние закономерно, если речь идет о носительстве условно-патогенных микробов до момента их активизации. Так, резистентные здоровые животные соответствующих видов могут быть носителями возбудителей пастереллезов, сальмонеллезов, рожи свиней, мыта лошадей. Микробы в таких случаях локализуются на поверхности слизистых оболочек, в миндалинах, лимфатических фолликулах кишечника и выделяются во внешнюю среду непостоянно и в небольшом количестве. Вирулентность их обычно понижена. Однако снижение естественной резистентности животных нередко приводит к активизации названных микроорганизмов, повышению их вирулентности и развитию явной аутоинфекции. Возможно кратковременное носительство возбудителя болезни, не свойственного животным данного вида (вирус инфекционной анемии лошадей у кур и свиней, вирус классической чумы свиней у собак).
Более опасно микробоносительство реконвалесцентов (выздоравливающих) и переболевших животных. При многих болезнях клиническое выздоровление не совпадает по времени с освобождением организма животного от возбудителя болезни (бактериологическим выздоровлением). Так, крупный рогатый скот, переболевший инфекционным ринотрахеитом, остается носителем и выделителем возбудителя этой болезни до 19 мес после выздоровления. До 10 мес остаются носителями вируса свиньи, переболевшие классической чумой. Эпизоотологическое значение таких микробоносителей (скрытых источников возбудителя инфекции) заключается в стойкости поддерживаемых ими эпизоотических очагов, возникновении повторных вспышек болезней, опасности заноса болезней в благополучные стада.
Контрольные вопросы.1. В чем разница понятий «инфекция» и «инфекционная болезнь»? 2. Каких микробов называют патогенными? 3. Дайте определение понятию «вирулентность». 4. Каким может быть течение инфекционной болезни? 5. Что такое скрытая инфекция?
Глава 2. ИММУНИТЕТ
Иммунитет — состояние невосприимчивости организма животного или человека к воздействию болезнетворных агентов, продуктов их жизнедеятельности, а также других генетически чужеродных живых тел и веществ, обладающих антигенными свойствами. Сущность противоинфекционного иммунитета состоит в проявлении комплекса физиологических защитных реакций, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма при внедрении и действии патогенных агентов. Способность к проявлению защитных реакций имеет наследственный характер или приобретается в течение жизни.
Виды иммунитета. По происхождению различают врожденный и приобретенный иммунитет. Соли Врожденный (видовой, наследственный) иммунитет — генетически обусловленная невосприимчивость некоторых видов животных к действию возбудителей болезней, поражающих другие виды. Он неспецифичен, передается по наследству и связан с физиологическими и биологическими особенностями организма. Например, крупный рогатый скот никогда не болеет мытом, нечувствителен к возбудителю чумы свиней. Врожденный иммунитет очень прочен, но все-таки не абсолютен. Его могут нарушить переохлаждение, перегревание, токсикозы. Так, после искусственного понижения температуры тела удавалось вызывать сибирскую язву у кур, имеющих врожденный иммунитет к этой болезни.
Приобретенный иммунитет развивается как следствие реакции на действие патогенных микробов, проникших в организм и вызвавших инфекционный процесс, или в результате искусственной иммунизации. При этом изменяется реактивность животного по отношению к возбудителю болезни или токсину, вырабатывается способность к его разрушению, обезвреживанию или удалению. Приобретенный иммунитет специфичен, не наследуется и уступает врожденному по прочности, напряженности.
Приобретенный иммунитет может быть естественным и искусственным. Естественный приобретенный иммунитет, развившийся после перенесенной инфекции, называют активным, так как невосприимчивость обусловлена иммунологической перестройкой организма. Он сохраняется 1—2 года, а в некоторых случаях — пожизненно (у овец, переболевших оспой). Невосприимчивость развивается как при типичной, так и при атипичной форме проявления болезни и даже при скрытой инфекции.
Естественно приобретенный иммунитет может быть и пассивным. Он возникает в результате передачи антител от матери новорожденному молодняку с молозивом и молоком (колостральный или лактогенный иммунитет). В подобных случаях невосприимчивость сохраняется от нескольких недель до нескольких месяцев. У птиц такой иммунитет называют трансовариальным (передача антител через яйцо).
Искусственный, приобретенный иммунитет развивается в результате введения вакцин (анатоксинов), а также сывороток крови переболевших или гипериммунизированных животных или выделенных из этих сывороток глобулинов. Иммунитет, обусловленный вакцинацией, тоже активный. Его называют поствакцинальным. Он специфичен, но по продолжительности и напряженности уступает естественно приобретенному. Поствакцинальный иммунитет обычно развивается через 7-14 дней и сохраняется от нескольких месяцев до 1-2 лет. Введение сывороток крови или их глобулинов, содержащих готовые антитела, лимфоцитов от активно иммунизированных животных обеспечивает быстро наступающий искусственный пассивный иммунитет, который сохраняется от 8 до 20 дней.
Иммунитет, сохраняющийся после освобождения организма животного от возбудителя перенесенной болезни, называют стерильным. Если же переболевшее животное приобретает невосприимчивость, но не освобождается от микроба-возбудителя, говорят о нестерильном, или инфекционном, иммунитете (премуниция). Он сохраняется, пока в организме существует соответствующий возбудитель, стимулирующий выработку антител, или впоследствии переходит в стерильный иммунитет.
В зависимости от характера иммунизирующего агента различают антибактериальный, противовирусный и антитоксический иммунитет. Иммунитет называют антибактериальным или противовирусным, если формируются невосприимчивость к действию соответствующего возбудителя болезни, способность к его быстрой нейтрализации и уничтожению. Невосприимчивость к действию экзотоксина, способность к его обезвреживанию в организме называют антитоксическим иммунитетом.
Иммунитет, преимущественно обеспечиваемый сывороточными антителами и реакциями с их участием, называют гуморальным. Если же невосприимчивость создается на основе иммунологических механизмов и реакций, опосредованных лимфоцитами и их медиаторами (лимфокинами), говорят о клеточном иммунитете. Антитела класса JgA, вырабатываемые плазматическими клетками слизистых оболочек, обеспечивают секреторный иммунитет.
Антигены.Антигенами называют вещества белковой природы, несущие признаки чужеродной генетической информации и вызывающие при парентеральном введении в организм специфическую иммунологическую перестройку, которая проявляется в образовании антител (антигенность), сенсибилизации лимфоцитов или толерантности. Антигены способны специфически реагировать с антителами (антигенная реакция). Такие свойства наиболее присущи белкам. Поэтому чужеродные белки, как и содержащие их сыворотки, токсины, бактерии, вирусы, называют полноценными антигенами. Липиды и сложные углеводы (полисахариды) не вызывают образования антител, но способны вступать в реакцию с ними. Такие вещества называют неполноценными антигенами (гаптенами). При введении в организм в смеси или в соединении с белками гаптены приобретают свойства полноценных антигенов.
Антигенная структура бактерийных клеток очень сложна. В их состав входят белки, полисахариды, липоиды и сложные комплексные соединения, т.е. и полноценные антигены, и гаптены. Выделены термостабильные липопротеидные соматические (О), термолабильные протеиновые жгутиковые (Н) и полисахаридные капсульные (К) антигены. У некоторых микроорганизмов обнаружен полисахаридный Vi-антиген, характеризующий вирулентность. В обеспечении защиты организма от инфекции особенно велико значение протективного антигена возбудителей. Именно протективный антиген индуцирует соответствующие иммунологические реакции. Типичные представители протективных антигенов — поверхностные антигены вирусов. Знание антигенной структуры микробов открывает возможности точной дифференциации типов и вариантов возбудителей инфекций и изготовления эффективных вакцин из очищенных антигенов. Иммунохимическая специфичность антигена определяется структурой его детерминантных (реакционноспособных) групп (эпитопов). Это — материальная основа специфичности антигена. Макромолекула антигена имеет, как правило, несколько эпитопов и способна реагировать с несколькими молекулами антител. В практике важно учитывать иммуногенность антигенов — их способность индуцировать иммунологические реакции, что, естественно, зависит и от реактивности организма животного. Иммуногенность оценивается по количественному уровню иммунного ответа.
Антитела. Антителами (защитными телами) называют белки (иммуноглобулины), синтезируемые в клетках лимфоидных органов в ответ на введение антигенов, с которыми они вступают в специфическую реакцию. Взаимодействуя с соответствующими антигенами, антитела обеспечивают их обезвреживание. Антитела обнаруживают в молозиве, сыворотке крови, лимфе, экстрактах различных тканей. Они появляются в процессе развития явной или скрытой инфекции в результате активной иммунизации. В этих случаях их называют иммунными антителами в отличие от «нормальных» антител, в незначительном количестве содержащихся в сыворотке крови неболевших и неиммунизированных животных. О содержании антител судят по титру сыворотки — наибольшему ее разведению, в котором еще проявляется действие на соответствующий антиген.
Как уже сказано, антитела являются иммуноглобулинами (Jg). Их разделяют на несколько классов. JgM появляются при первичном иммунологическом ответе и составляют большую часть «нормальных» антител. В крови содержатся главным образом иммуноглобулины класса G (JgG). Они составляют 80% общего количества иммуноглобулинов. Иммуноглобулины класса A (JgA) могут быть сывороточными и секреторными. Их много в желчи, в слизистой кишечника, дыхательных путей.
Антитела термолабильны (разрушаются при 70 °С), но сохраняются при высушивании и замораживании сывороток. Их вырабатывают лимфоидные клетки, в первую очередь плазматические. Антитела появляются в сыворотке крови уже через несколько дней после поступления антигена в организм. Титр сыворотки быстро нарастает, достигая определенного максимума, а затем постепенно снижается. Но и после исчезновения антител организм сохраняет «иммунологическую память» — способность реагировать на повторное поступление того же антигена более ускоренным образованием антител (анамнестическая реакция). Этим объясняется эффективность метода ревакцинации. Соприкосновение с антигеном «запоминают» малые лимфоциты, сохраняющиеся в организме годами. Они не только хранят иммунологическую информацию, но и переносят ее антителообразующим клеткам.
Бывают случаи, когда иммунный ответ организма на определенный антиген отсутствует. Такое состояние названо иммунологической толерантностью. Она возникает, в частности, если организм контактировал с данным антигеном в период эмбрионального развития. Так, телята, полученные от больных бруцеллезом коров, нередко не реагируют на введение противобруцеллезной вакцины. Толерантность поддерживается в течение всего периода сохранения в организме соответствующего антигена. Возможна и неспособность к синтезу иммуноглобулинов, связанная с врожденной функциональной недостаточностью лимфоидной системы (врожденные иммунодефициты) или с действием некоторых вирусов, тяжелыми воспалительными процессами, интоксикациями, дефицитом белков (приобретенные иммунодефициты).
Иммунная система организма.Это самостоятельная система органов, осуществляющая иммунологический надзор за целостностью организма, распознавая и уничтожая чужеродные агенты, поступающие извне (прежде всего патогенные микроорганизмы), и эндогенные антигены (клетки-мутанты). Анатомически — это совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток. Центральными органами, ответственными за иммунитет, считают костный мозг, тимус (вилочковую железу), бурсу Фабрициуса у птиц и групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки) у млекопитающих. Лимфоузлы и селезенку относят к периферическим органам иммунной системы. Ключевая клетка иммунной системы — лимфоцит. Различают трансформирующиеся из стволовых кроветворных клеток костного мозга Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты проходят дифференциацию в тимусе (тимусзависимые), затем мигрируют в лимфоузлы, селезенку, где могут размножаться, и постоянно циркулируют с кровью и лимфой, проникая во все ткани организма. Реагируя на антигены, они приобретают свойства, позволяющие выполнять функции клеточного (тканевого) иммунитета при инфекциях, связанных с внутриклеточным паразитированием возбудителя. Они ответственны также за развитие клеточных иммунологических реакций (гиперчувствительность замедленного типа) и кооперируют с В-клетками в реализации гуморального иммунного ответа.
В-лимфоциты (бурсозависимые) ответственны за гуморальный иммунитет. После стимуляции антигенами они пролиферируют и дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие иммуноглобулины того или иного класса.
В реализации иммунного ответа на антиген участвуют и макрофаги (пожиратели чужеродных частиц). К ним относятся моноциты крови и тканевые макрофаги.
Иммунитет при вирусных инфекциях.Переболевшие животные при многих вирозах (оспа, чума плотоядных и др.) приобретают длительный и напряженный иммунитет. Однако при некоторых вирусных инфекциях (например, при гриппе) невосприимчивость выздоровевших животных к возбудителю сохраняется недолго, а напряженность иммунитета низка.
Характерная особенность противовирусного иммунитета — высокая специфичность. Это отмечено при ящуре, инфекционной катаральной лихорадке овец (блутанге), африканской чуме лошадей. Возбудителям всех этих болезней свойственна множественность (плюралитет) антигенных вариантов. Переболевание или искусственная иммунизация создают иммунитет лишь к конкретному серотипу возбудителя.
В основе противовирусного иммунитета лежат те же механизмы, которые обеспечивают защиту от бактерий и токсинов. Ранее считалось, что фагоцитоз не имеет существенного значения в защите от вирозов. Вирусы легко адсорбируются на поверхности лейкоцитов и проникают в них. Однако фагоциты оказались не способными переваривать захваченные вирионы. В то же время установлено, что фагоциты, захватившие вирусы, не могут фагоцитировать бактериальные клетки. В результате при вирусных инфекциях во многих случаях снижается резистентность к бактериозам. В настоящее время доказано, что фагоцитоз играет важную роль в противовирусном иммунитете, но эта роль проявляется не фагоцитозом вирионов, а фагоцитозом инфицированных ими чувствительных клеток.
Таким образом, различают две стороны противовирусного иммунитета: взаимодействие иммунной системы животного с внеклеточным вирусом, вирионами, и взаимодействие с вирусом, уже внедрившимся в. клетку, а по существу — с клеткой, зараженной вирусом.
Иммунные реакции на внеклеточные вирионы сходны с реакциями на бактерии и токсины. При большинстве вирусных инфекций в организме животного образуются вирулицидные или вируснейтрализующие антитела, которые нейтрализуют вирус до того, как он свяжется с чувствительными клетками. Смесь вируса и антител не может заразить животных или культуру ткани. Однако этот комплекс непрочен. Путем разведения, изменения рН среды из указанной смеси с помощью катафореза удается выделять активный вирус. При вирозах в крови животных обнаруживают также агглютинины, преципитины, комплементсвязывающие и другие антитела.
Защитные реакции на внутриклеточный вирус действуют опосредованно — через зараженную клетку. Соответственно речь идет о проявлениях клеточного иммунитета. Здесь главный орган иммунной системы — тимус, а центральная клеточная фигура — Т-лимфоцит. Т-лимфоциты выделяют медиаторы-лимфокины, обеспечивающие развитие иммунных реакций. Так, Т-лимфоцит, обнаружив чужеродную клетку-мишень, выделяет медиатор, не позволяющий макрофагу обойти эту клетку. Она будет поглощена макрофагом (реакция фагоцитоза). Известны медиаторы, тормозящие клеточное размножение, лимфотоксины, уничтожающие клетки-мишени путем деструкции (реакция цитолиза).
Кроме специфичных для каждого вируса антител вырабатываются сывороточные и тканевые ингибиторы — защитные вещества, способные взаимодействовать с вирусами и подавлять их активность. Вырабатывается и интерферон — противовирусный белок. Для него характерна неспецифичность действия — интерферон активен не только против вируса, который индуцировал его выработку, но и против других вирусов.
Неспецифические факторы невосприимчивости.Неспецифическая устойчивость организма (естественная резистентность) определяется многочисленными физиологическими приспособлениями, выработанными в процессе эволюции, имеющими врожденный характер. Эти естественные защитные факторы неспецифичны, так как обеспечивают защиту организма от действия любого патогенного микроба.
Внедрению микробов в организм в значительной мере препятствуют барьерные свойства кожи и слизистых оболочек. Неповрежденная, здоровая кожа непроницаема для большинства патогенных микробов. Исключение составляют возбудители бруцеллеза, туляремии, стригущего лишая и парши. Кожа обладает и бактерицидными свойствами. Роговой ее слой имеет кислую реакцию, что препятствует размножению микробов (за исключением патогенных грибов). Секреты потовых и сальных желез бактерицидны для гемолитических стрептококков, сальмонелл, кишечной палочки. Это объясняется действием молочной и жирных кислот и наличием лизоцима.
Неповрежденные слизистые оболочки также являются механическим барьером на пути проникновения патогенных микробов. Кроме того, в слюне, слезах, носовой слизи и мокроте также содержится лизоцим и находится секреторный иммуноглобулин А. Мерцательный эпителий слизистых оболочек дыхательных путей способствует удалению микробов из организма. Бактерицидность свойственна секретам органов пищеварения, в частности желудочному и дуоденальному соку. Защитное значение имеет и кислая среда мочеполовых путей.
Барьерной функцией обладают лимфатические узлы. В них задерживаются и обезвреживаются (фагоцитоз, воспаление) микроорганизмы, проникшие через повреждения кожи и слизистых оболочек. Барьерная функция лимфоузлов особенно ярко выражена при мыте лошадей, туберкулезе.
Защитную роль играет воспалительная реакция, развивающаяся в месте внедрения микробов или в лимфатических узлах. Микроорганизмы фиксируются, локализуются в очаге воспаления и зачастую полностью уничтожаются мигрирующими сюда лейкоцитами и макрофагами. Основу первой волны фагоцитов, мигрирующих в очаг воспаления, составляют полиморфно-ядерные лейкоциты. В отличие от макрофагов они обладают значительно большим набором и активностью цитоцидных систем.
Очень важное защитное значение имеет фагоцитарная система иммунитета. Если захваченные микро- и макрофагами микробы погибают и полностью лизируются, фагоцитоз называют завершенным. Но в ряде случаев (при бруцеллезе, например) поглощенный возбудитель не погибает и даже размножается в фагоцитах (незавершенный фагоцитоз). Это объясняется устойчивостью микробов к бактерицидным факторам или недостаточностью синтеза этих факторов. Исходом незавершенного фагоцитоза могут быть гибель фагоцита или возникновение равновесного состояния между клеткой и микробом. Персистенция микробов в фагоцитах ведет к хронизации инфекции. Следует учитывать также, что фагоциты неактивны в отношении вирусных частиц и некоторых высоковирулентных бактерий (капсульные формы возбудителя сибирской язвы).
Обезвреживание микробов, проникших в кровь и другие ткани организма, обеспечивают также гуморальные факторы защиты: содержащиеся в плазме и тканевых жидкостях неспецифические бактерицидные вещества — лизоцим, бета-лизин, нормальные антитела.
В случае развития какой-либо инфекции защитные реакции общего характера постепенно приобретают специфическую направленность. Повышается активность фагоцитов в отношении конкретного возбудителя, изменяется реактивность клеток различных тканей, под влиянием микробных антигенов вырабатываются специфические антитела — иммуноглобулины.
Серологические реакции.Методы обнаружения антител в сыворотках крови животных или человека и методы выявления антигенов с помощью известных сывороток получили название серологических реакций, характеризующихся высокой чувствительностью и специфичностью. Эти реакции — реальное проявление взаимодействия между антигеном и антителом. В зависимости от характера проявления указанного взаимодействия антитела разделяют на коагулирующие (агглютинины, преципитины), лизирующие (бактериолизины, гемолизины), нейтрализующие (антитоксины, вируснейтрализующие антитела). Однако некоторые исследователи объясняют разнообразие серологических реакций не множественностью образующихся в организме антител, а разными свойствами используемых антигенов и условиями постановки реакций. Предполагаются фактическое единство, идентичность всех антител (унитарная теория).
Обнаружение в сыворотке крови или других жидкостях организма специфических антител к определенному патогенному микробу говорит о развивающейся или перенесенной инфекции, а в ряде случаев — о наличии иммунитета. Серологические реакции широко используют в диагностике многих болезней животных. Особое значение имеет серологическая диагностика хронических и латентных инфекций, при которых выделение возбудителя затруднено.
Агглютинины и реакция агглютинации.Агглютинины — антитела, вызывающие феномен агглютинации — склеивания и выпадения в видимый простым глазом осадок корпускулярных частиц (бактерий, нагруженных антигеном эритроцитов или частиц латекса). Для выявления этих антител ставят реакцию агглютинации (РА). Реакция проста и специфична. Ее широко используют для диагностики бруцеллеза, лептоспироза, сальмонеллеза, С помощью РА можно определить и вид выделенного неизвестного микроорганизма. В таких случаях РА ставят с известной агглютонирующей сывороткой. Необходимо учитывать, что сыворотки здоровых животных в малых разведениях тоже могут агглютинировать микробные клетки. Соответственно реакцию считают положительной лишь при наличии агглютинации в определенных разведениях сыворотки, в которых действие «нормальных» антител уже не проявляется.
Разновидности РА. Реакция гемагглютинации (РГА) основана на склеивании взвешенных в жидкости эритроцитов под воздействием вирусов, бактерий и некоторых других агентов. Ее применяют для быстрого выявления в крови вирусов гриппа, ринопневмонии лошадей и некоторых других болезней. Реакция задержки (торможения) гемагглютинации (РЗГА или РТГА) базируется на способности противовирусных антител нейтрализовать гемагглютинирующую активность вируса. Она позволяет выявлять в крови животных антитела к вирусам гриппа лошадей, парагриппа крупного рогатого скота. Реакция непрямой гемагглютинации (РНГА) основана на адсорбции антигена на поверхности эритроцитов, которые затем агглютинируются сывороткой, содержащей соответствующие антитела.
Преципитины и реакция преципитации.Преципитинами называют группу антител, способную при взаимодействии со специфическими растворимыми антигенами (преципитиногенами) вызвать образование осадка (преципитата). Реакция чрезвычайно чувствительна и специфична. Можно обнаружить антиген, разведенный в миллионы раз. Преципитат образуется в максимальном количестве при эквивалентных соотношениях антигена и антител.
Преципитиногенами могут быть белки любого происхождения. Поэтому РП используют для Определения видовой принадлежности крови, определения фальсификации продуктов и т.д. Микробные преципитиногены могут быть и белками, и полисахаридами. В связи с этим некоторые из них (экстракт бацилл сибирской язвы, например) термоустойчивы. Реакцию преципитации широко используют при диагностике сибирской язвы. Проводят массовые исследования кожевенного и мехового сырья, исследуют экстракты из органов животных, причем пригоден даже разложившийся материал. Возможность его автоклавирования обеспечивает безопасность работы. В настоящее время широко используют реакцию диффузионной преципитации в агаровом геле — при диагностике бешенства, вирусной диареи крупного рогатого скота, классической чумы свиней, инфекционной анемии лошадей, лейкоза крупного рогатого скота. РП в агаровом геле широко применяют и для изучения антигенного состава микроорганизмов.
Лизины и реакция связывания комплемента.Лизинами называют антитела, способные вызывать лизис (растворение) некоторых бактерий или эритроцитов. Эти специфические антитела, содержащиеся в иммунных сыворотках, проявляют свое действие только при участии дополнительного фактора — комплемента. Это неспецифическое защитное вещество, которое легко адсорбируется комплексом антиген — антитело и имеется в любой свежей сыворотке крови, как нормальной, так и иммунной. Лизины термостабильны, а комплемент разрушается при нагревании сывороток. Сыворотку, комплемент которой разрушен нагреванием, называют инактивированной.
Для выявления специфических бактериолизинов в сыворотке крови используют реакцию связывания комплемента (РСК) или более чувствительную реакцию длительного связывания комплемента (РДСК). Эти реакции имеют большое значение в диагностике бруцеллеза, сапа, контагиозной плевропневмонии крупного рогатого скота и многих других инфекций.
Опсонины и опсонофагоцитарная реакция.Опсонины — антитела, облегчающие макрофагам фагоцитоз бактерий. Действие опсонинов изменяет электрический потенциал поверхности бактерийных клеток и делает их более доступными для захвата и переваривания фагоцитами. Опсонины обнаруживают и в иммунных, и в нормальных сыворотках крови, но их содержание в крови неиммунных животных незначительно.
Отмытые от плазмы лейкоциты крови теряют способность к фагоцитозу. Добавление иммунной сыворотки восстанавливает это свойство, причем интенсивность возобновленного фагоцитоза зависит от содержания антител в добавленной сыворотке. Это позволяет сравнить активность сывороток и даже диагностировать некоторые болезни с помощью опсонофагоцитарной реакции.
Теории иммунитета.Учение об иммунитете зарождалось и развивалось в тесной связи с учением о патогенных микробах. Но первые концепции иммунитета были сформулированы только в конце XIX — начале XX в. И.И. Мечников, детально изучивший фагоцитоз, первым установил защитную важность этого явления и доказал решающее значение клеточных защитных реакций в неспецифической резистентности и иммунитете (основы фагоцитарной, клеточной концепции иммунитета). П. Эрлих предложил теорию образования антител, по которой циркулирующие в жидкостях организма антитела являются оторвавшимися рецепторами клеток, специфичными к разным антигенам. При помощи этих антител и осуществляется защита организма (гуморальная концепция иммунитета).
Следующим этапом было объединение фагоцитарной и гуморальной концепций. Ф. Бернет в 1964 г. предложил селекционно-клональную теорию образования антител. Она предусматривает различия в сродстве с антигенами у каждого клона В-лимфоцитов. Введенный антиген распознается Т-клетками, которые передают информацию В-лимфоцитам. Происходит интенсивная пролиферация тех клонов клеток, которые обладают наибольшим сродством к данному антигену. Затем эти лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, продуцирующие соответствующие антитела. Таким образом, действие антигена вызывает селекцию (отбор) иммунокомпетентных клеток. Эта теория дает наиболее приемлемое объяснение процесса образования антител.
Аллергия и анафилаксия.Аллергия — состояние измененной чувствительности (реактивности) организма к определенному антигену (аллергену), возникающее при повторном контакте с ним. В сравнении с нормой аллергические реакции могут быть повышенными (гиперергия), пониженными (гипергия) или полностью отсутствовать (анергия). Аллергические реакции повышенной чувствительности разделяют на гиперчувствительность немедленного (реакция через 20—30 мин после контакта с аллергеном) и замедленного (реакция через несколько часов) типов. Основная форма реакций повышенной чувствительности немедленного типа — анафилаксия. В реакциях этого типа участвуют иммуноглобулины, а в реакциях гиперчувствительности замедленного типа ведущая роль принадлежит сенсибилизированным лимфоцитам.
Анафилаксия — состояние чрезмерно повышенной чувствительности организма к повторному парентеральному введению гомологичного антигена (анафилактогена). Анафилактогенные свойства наиболее выражены у животных белков, особенно у сывороточных глобулинов. Первую дозу белка, вызывающего анафилаксию, называют сенсибилизирующей. Повышенная чувствительность развивается у животных через 8-10 дней после введения этой дозы, достигает максимума через 3 нед, а затем постепенно ослабевает, но в общем может сохраняться несколько месяцев, а иногда и несколько лет. Вторую дозу того же чужеродного белка называют разрешающей. После ее введения немедленно развиваются явления общей анафилаксии: беспокойство животного, учащение и затруднение дыхания, судороги, снижение температуры тела, падение артериального давления, развитие отеков, эмфиземы легких. В тяжелых случаях возникает анафилактический шок, часто приводящий животное к гибели.
У сельскохозяйственных животных анафилактическая реакция может возникнуть при введении чужеродной гипериммунной сыворотки, например при повторной инъекции лошадиной противосибиреязвенной сыворотки крупному рогатому скоту, овцам или свиньям. С целью предупреждения шока в таких случаях сначала вводят небольшое количество сыворотки (десенсибилизирующая доза), а затем весь остальной ее объем (метод А.М. Безредки). Известны случаи анафилактических реакций при повторном введении вакцин, содержащих чужеродный белок. Основа механизма развития анафилаксии — реакция между поступившим в организм анафилактогеном и адсорбированными на поверхности клеток антителами к нему. В результате высвобождается большое количество гистамина, ацетилхолина и других биологически активных веществ. Местное и общее действие этих веществ и определяет основные клинические проявления анафилактической реакции. К неспецифическим средствам предупреждения анафилаксии относится димедрол, супрастин, уретан, хлористый кальций и др. Все они обладают десенсибилизирующими свойствами.
Особой формой анафилактической реакции является сывороточная болезнь, которая возникает у некоторых животных через несколько дней после однократного (первичного) введения больших доз чужеродной сыворотки. Появляется сыпь, напоминающая крапивницу, возникают сильный кожный зуд, отеки, повышается температура тела, увеличиваются поверхностные лимфоузлы, из-за болей в суставах затрудняются движения. Выздоровление наступает только через несколько дней. Чтобы предупредить сывороточную болезнь, рекомендуется 30-60 мин прогревать сыворотку при 56 °С. В качестве лечебных средств можно использовать димедрол, дипразин.
Пример гиперчувствительности замедленного типа — инфекционная аллергия. Так называют возникающее при ряде инфекций состояние повышенной чувствительности животных к введению возбудителя данной болезни или продуктов его жизнедеятельности. Это состояние наступает через 2-3 нед после первичного заражения и наиболее выражено при туберкулезе, бруцеллезе, сапе, туляремии, инфекционном эпидидимите, для которых характерны хроническое течение и развитие нестерильного иммунитета. Эти примеры позволяют говорить о единстве инфекционной аллергии и иммунитета.