Часто мы слышим в повседневной жизни, что даже самые лучшие идеи и законы не действуют, если отсутствует механизм их реализации. В области, которая привлекает наше внимание, дело обстоит так же.
Для того чтобы животное заболело инфекционной болезнью или заразился ее человек, необходимы контакт с организмом, который болел или переболел этим заболеванием, и механизм передачи заразного начала.
Разнообразие экологических связей объясняет существование многих способов перехода возбудителей-паразитов от одного организма к другому. Именно так паразитические виды обеспечили себе или, вернее, эволюция обеспечила им возможность существования, поскольку абсолютное их большинство на протяжении всей жизни, должно иметь хозяина и за его счет существовать. А раз это так, то процесс этот должен быть непрерывным. Передача паразита от животного к животному получила название эпизоотического процесса, а если речь идет о болезни людей, мы имеем дело с эпидемическим процессом.
А теперь поговорим о механизме реализации этого процесса, то есть о механизме и способе передачи возбудителя здоровому животному или человеку.
Эволюция обеспечила в основном трехзвенный характер эпизоотического и эпидемического процессов. Первое звено процесса – источник возбудителя инфекции, Второе – сам механизм передачи возбудителя болезни. И наконец, третье звено – это восприимчивые к болезни животные и люди.
Выделившиеся из больного организма паразиты не встречают во внешней среде благоприятных условий не только для размножения и увеличения своей численности, но и для продолжительного существования. Для абсолютного большинства видов внешняя среда сама по себе губительна.
Восприимчивость животных или людей к болезни обеспечивает паразиту внедрение в организм и его дальнейшее существование. Интерес представляет то обстоятельство, что паразит «не заинтересован» в гибели восприимчивой особи, так как с гибелью хозяина та же участь ждет и его. В известной степени именно поэтому даже при самых тяжелый инфекционных болезнях (оспа, чума) погибает не вся популяция восприимчивых людей или животных.
Но вернемся к механизму передачи. Несмотря на многоликость этого явления, существуют четыре основных механизма передачи: фекально-оральный, или алиментарный; воздушно-капельный, или аспирационный; трансмиссивный; контактный – через кожные покровы при соприкосновении. Последнее время по инициативе известного английского вирусолога Ф.Эндрюса принято понятие «вертикальная передача», обозначающее возможность заражения потомства от родительского организма.
Немного об исторических корнях механизмов передачи и о том, как видят сегодня этот процесс ученые с позиций эволюционного процесса.
Прежде всего об алиментарном механизме передачи как о весьма широко распространенном и в значительной степени универсальном при многих инфекциях животных и людей.
Алиментарный механизм сформировался 400-450 млн. лет назад, когда животные освоились на суше, где к тому времени уже обитали бактерии. Кажется правомерным предположение, что в этот период возникли условия для проникновения микробов в организм животных разных видов через слизистые оболочки пищеварительного тракта. В процессе эволюции шла взаимная адаптация паразитов и хозяев, и с выходом на историческую арену млекопитающих алиментарный механизм начал действовать в полную силу. Свое становление алиментарный механизм завершил, по всей вероятности, в тот самый исторический период, когда на Земле появились гигантские стада копытных животных.
Алиментарный механизм весьма универсален, так как прием пищи сам по себе – жизненно необходимая функция организма. Кроме того, этот механизм обеспечивает выделение во внешнюю среду экскрементов, содержащих множество возбудителей болезней. Алиментарный механизм передачи сложился как основной при многих инфекционный болезнях и как запасной (резервный) при других, для которых основными стали иные механизмы. Таким образом, биологическая эволюция обеспечила максимальные «удобства» для сохранения паразита – возбудителя болезни. Универсальность этого механизма для человека и сегодня представляет наибольшую реальность и частоту.
Воздушно-капельный механизм передачи мог возникнуть не раньше, чем организм вышедших на сушу животных достаточно эволюционировал в развитии дыхательной системы. Это могло произойти лишь в период расцвета млекопитающих, так как примитивные органы дыхания низших животных не могли служить надежными средствами локализации и выделения паразитов. Таким образом, воздушно-капельный способ передачи можно считать относительно молодым, однако в современных условиях высокой концентрации животных и людей этот механизм начинает играть все большую роль в распространении заразных болезней животных, опасных для человека. Выдыхаемый аэрозоль способен распространяться на большие расстояния, и это может привести к возникновению эпизоотических и эпидемических очагов далеко за пределами первичного очага. На моделях ящура и ньюкаслской болезни было, в частности, показано возникновение6 вторичных очагов за десятки и сотни километров от первичного очага. Воздушно-капельная передача известна как дублирующий механизм передачи и при многих других инфекциях. Так, например, установлено, что в пещерах Южной Америки, где источником возбудителя бешенства являются кровососущие летучие мыши, возбудитель передается через воздух. Факт этот подтвержден и экспериментально относительно собак, кошек, енотов и других плотоядных.
Эволюция воздушно-капельного механизма передачи дает все основания считать, что при сохранении нынешних тенденций концентрации животных и людей можно прогнозировать дальнейшее повышение роли этого механизма и возрастание эпидемиологической опасности зоонозов.
Трансмиссивный механизм передачи, сущность которого состоит в участии прежде всего кровососущих переносчиков в переносе заразного начала от доноров к реципиентам, признается многими авторами как один из древнейших. Так, Л.В. Громашевский (1965) указывал, что трансмиссивная передача возникла в палеозойскую эру, а И.Н. Воинов (1985) полагает, что трансмиссивная передача первоначально возникла в водной среде, а через много миллионов лет была реализована и на суше. Как известно, трансмиссивный механизм характерен для передачи многих нозологических форм, вызываемых прежде всего вирусами. Это энцефаломиелиты однокопытных – зооантропонозы американского континента, инфекционная анемия, африканские лихорадки многих видов, некоторые зоонозы Австралии, то есть нозоформы, чаще всего регистрируемые в субтропической и тропической зонах Земли. Но и этот древнейший механизм передачи эволюционирует под воздействием экологических факторов. Вместе с тем в отношении некоторых трансмиссивных зоонозов основной механизм передачи дублируется алиментарными и аспирационным механизмами. Это относится к ряду таких опасных нозоформ, как африканская чума свиней, африканская чума лошадей, лихорадка Рифт-Валли и др. Надо отметить, что вирусы теперь редко распространяются при помощи какого-либо одного механизма передачи. Обычно в конкретной экологической ситуации используется какой-то основной путь, наряду с которым имеется резервный.
Что касается конкретного механизма передачи, то заражение может произойти при непосредственном соприкосновении больного и здорового животного, больного животного и человека, а также с помощью факторов передачи. Этот механизм передачи, как полагают, мог возникнуть в водной среде в архейской или протерозойской эре, когда суша еще не была заселена живыми организмами. Эволюция механизма непосредственной передачи привела к широкому разнообразия форм – от оспы овец до бешенства. Многообразие форм непосредственной передачи объясняет большее число нозоформ, при которых этот механизм реализуется. Впоследствии этого прогнозирование ситуации при таких инфекциях должно базироваться на использовании самых широких подходов.
Вертикальный механизм передачи, безусловно, относится к древнейшим. Так, вирус, передаваемый по наследству, содержится в цитоплазме гамет или зиготы. Для такой передачи достаточно лишь удвоения числа частиц, при этом погибает минимальное количество вирионов. Если же вирус содержится в геноме клетки хозяина, то для его передачи не требуется даже размножения возбудителя; его геном реплицируется вместе с геномом делящейся клетки. Подтверждением древнейшего происхождения вертикального механизма служит прочная взаимная адаптация паразита и хозяина. Такое взаимное «привыкание» могло сформироваться более 3 млрд. лет назад, еще в катархее. Длительное «сожительство» - симбиоз – привело к тому, что паразит нередко не вредит клетке, а клетка привыкла к его постоянному присутствию. Более того, можно предположить, что паразит, находящийся в клетке, защищает ее от воздействия других болезнетворных паразитов.
Твердо установлена также вертикальная передача вируса – возбудителя алеутской болезни норок. Вирус, вызывающий эту опасную болезнь, сосредотачивается в клетке плаценты и способен проникнуть и инфицировать плод. Но и в этом случае возможен алиментарный механизм передачи возбудителя.
Можно было привести еще много примеров вертикального механизма передачи, но из уже сказанного ясно, что этот древнейший путь заражения, обеспечивающий надежное существование возбудителей, в настоящее время имеет достаточно «дублеров».
Подытожим сказанное. Механизм передачи заразного начала – важнейший элемент существования заразных болезней; именно он обеспечивает возможности паразитизма с момента возникновения на Земле этого явления. Эволюция механизма передачи шла по пути усложнения и многообразия типов. В наше время под воздействием антропогенного влияния эволюция его ускоряется в направлении таких форм, которые надежно обеспечивают существование паразитов. Именно поэтому эпизоотологический и эпидемиологический прогнозы должны строиться с учетом всех возможных изменений механизма передачи заразного начала.
Таким образом, механизм передачи является ключом к раскрытию движущих сил эволюции заразных болезней. И это обстоятельство определяет направление прогнозирования в эпизоотологии и эпидемиологии. Однако помимо возбудителя инфекции и механизма передачи существуют еще источник возбудителя инфекции и реципиент – восприимчивое животное, человек. Если мы установили, что процесс эволюции в наибольшей степени изменяет механизм передачи, а биологические свойства возбудителя являются наиболее консервативным элементом, то остается выяснить, в какой степени эволюционные изменения доноров и реципиентов влияют на эволюцию эпизоотического процесса.
Известно, что поколения восприимчивых к инфекциям животных и людей сменяются на несколько порядков медленнее, чем генерации возбудителей болезней. Однако существенные изменения в популяции восприимчивых организмов все-таки происходят. Важнейшее значение для эволюции заразной болезни имеет изменение иммунореактивности организма. В частности, в результате селекционной работы получены животные с измененной, ослабленной естественной резистентностью. Процесс изменения естественной резистентности в огромной степени зависит и от экзогенных факторов, существенно влияющих на иммунный статус. Наконец, формирование популяций (стад) высокой плотности обеспечивает лавинообразность эпизоотического процесса в крупных хозяйствах и комплексах. Это обстоятельство имеет прямое отношение и к риску заболеваемости людей зооантропонозами.
Таким образом, можно констатировать, что фундаментальные свойства возбудителей инфекций, то есть организация генетического материала, вириона, бактериальной клетки, стратегия вирусного генома при взаимодействии с чувствительной клеткой, сохраняются. О неизменности основных биологических свойств большинства возбудителей на протяжении тысячелетий свидетельствуют клинические, эпизоотологические и эпидемиологические данные. Клиническое течение основных инфекций со времени их открытия и описания в основном не изменилось. Об этом свидетельствует огромный ретроспективный материал. Были зафиксированы лишь вариации, иногда значительные в пределах установленной нозологической формы. В месте с тем появились новые нозологические формы, этиологическим агентом которых оказываются условно-патогенные микроорганизмы, а также комбинации возбудителей. Новые экологические условия привели прежде всего к формированию многообразия механизмов передачи заразного начала, изменению иммунореактивности восприимчивых животных и людей и тем самым к изменению характера эпизоотического и эпидемического процессов.