Медицина / Патология / Патология (статья)

Заражение крови

СепсисВ норме кровь не содержит какие-либо микроорганизмы (бактерии, грибы и др) – она стерильна. Но может возникать преходящая бактериемия, что связано с риском контакта циркулирующей крови с инфекцией. Например, бактерии, постоянно присутствующие в полости рта, могут попадать в кровь при стоматологических манипуляциях (все стоматологические операции сопровождаются бактериемией). Исследования показали, что даже при интенсивном жевании транзиторное поступление колонизирующих полость рта бактерий в кровоток значительно облегчается.

Нарушение целостности кожного покрова (порез, ожог и др) также способствует проникновению в кровь бактерий с поверхности кожи и окружающей среды. Незначительное количество микробов может проникать в кровь из имеющихся очагов инфекции (полость рта, респираторная система, мочевыделительная система, инфицированные раны и др). Кроме этого, многие хирургические процедуры, несмотря на соблюдение правил асептика, часто сопровождаются незначительным инфицированием крови из характерных мест присутствия микроорганизмов (кишечник, кожа).

Благодаря врожденному и приобретенному иммунитету организм способен поддерживать стерильное состояние крови, а также предотвращает переход транзиторной бактериемии, время от времени возникающую у любого человека, в клинически значимую бактериемию, которую врачи называют «септицемия».

Реакции врожденного иммунитета в крови

Врожденный иммунитет – совокупность защитных механизмов, способных обезвреживать чужеродный биоматериал (микробы, вирусы и др), которыми организм обладает при рождении. Например, одна из главных функций кожи – обеспечивать физиологический барьер против инфекции. В этом отношении кожа является элементом врожденной системы иммунной защиты.

Наиболее значительную роль в иммунной системе играют фагоцитирующие лейкоциты (нейтрофилы, или нейтрофильные гранулоциты) – клетки, поглощающие бактерии путем фагоцитоза. Нейтрофилы образуют ферменты и высокоактивные свободные радикалы, которые уничтожают фагоцитированную бактерию. Значительный вклад в функционирование системы врожденного иммунитета вносят белки комплемента, благодаря которым облегчается процесс фагоцитоза. Некоторые виды бактерий активируют образование этих белков крови. Например, белок C3b (один из белков системы комплемента) соединяется с бактерией, в результате чего бактерии, покрытая такими белками, гораздо быстрее фагоцитируются нейтрофилами. Другие белки системы комплемента (C6, C7, C8, C9) способны наносить повреждения или полностью уничтожать некоторые виды бактерий путем непосредственного вторжения в бактериальную мембрану. А белок C5 способствует привлечению нейтрофилов к бактериям, тем самым облегчает процесс фагоцитоза.

Реакции приобретенного иммунитета в крови

Приобретенный иммунитет обладает специфичностью и возникает только после первичной инфекции. Эту форму иммунной защиты человек приобретает на протяжение жизни, а не рождается с ней. Эффективность приобретенного иммунитета против инфекции в крови зависит от лимфоцитов. При попадании бактерий в кровь B-лимфоциты начинают выделять иммуноглобулины (специфические антитела), которые связывают инфекцию, вызвавшую их образование. Связанные иммуноглобулинами микроорганизмы способствуют фагоцитозу, осуществляемому нейтрофилами; в некоторых случаях иммуноглобулины необходимы для уничтожения бактерий с помощью комплемента.

Некоторые виды бактерий в процессе своей жизнедеятельности образуют токсины (химические соединения, вызывающие отравление организма человека). Эти токсины могут связывать и нейтрализовать специфические антитела. Кроме этого, иммуноглобулины участвуют в активации образования защитных белков системы комплемента способом, отличающегося от активации бактериями.

Таким образом, стерильность крови поддерживается благодаря сложному синергическому механизму врожденного и приобретенного иммунитета путем уничтожения инфекции.

БАКТЕРИЕМИЯ И ФУНГЕМИЯ

Предрасполагающие факторы

В случае попадания инфекции в кровь, когда иммунные ресурсы организма исчерпаны или недостаточны, бактерии или грибы начинают размножаться, вызывая инфекционное заболевание. Инфицированию крови способствуют следующие факторы:

• Нарушение иммунитета
• Наличие очагов инфекции
• Вирулентность инфекции (способность микроорганизма вызывать заражение в организме)
• Инвазивные процедуры (облегчает попадание инфекции в кровь)

Нарушение иммунитета

Любые состояния, при которых ослабляются защитные возможности организма, предрасполагают к развитию септицемии. Например, при обширных ожогах больной предрасположен к возникновению септицемии, поскольку лишен одного из элементов врожденного иммунитета, которые обеспечивает здоровый кожный покров.

Тяжелые иммунодепрессивные состояния (например, при применении цитостатических и иммунодепрессивных препаратов, прием которых препаратов значительно снижает образование лейкоцитов в костном мозге или при СПИДе) способствуют инфицированию микроорганизмами с низкой вирулентностью, которые у здоровых людей не вызывают заражение. Фактически все тяжелые заболевания (почечная или сердечная недостаточность, рак и др) и серьезные травмы (в том числе и хирургические вмешательства) сопровождаются снижением защитных функций организма с нарушением адекватного иммунного ответа на воздействие инфекции.

Недоразвитая иммунная система у недоношенных детей серьезно повышает риск возникновения инфекции в первые месяцы жизни. У лиц пожилого возраста иммунный ответ на инфекцию также менее эффективный. Организм больных сахарным диабетом (любого типа) более подвержен риску заражения крови.

Очаги инфекции

Как правило при бактериемии в организме имеются очаги инфекции. Из первичных очагов бактерии попадают в кровь. Если количество бактерий очень большое или микробы не чувствительны к бактерицидному действию крови, инфекция размножается и вызывает септицемию. В большинстве случаев очаги инфекции при септицемии локализуются в нижних отделах дыхательной системы и в мочевыделительном тракте; однако инфекция может попадать в кровь из любого другого очага и, при подходящих условиях, успешно размножаться.

Вирулентность организма

Разные виды бактерий обладают разную уязвимость. Так, грамположительные бактерии в целом устойчивы к бактерицидному действию иммуноглобулинов и системы комплемента, хотя и подвергаются фагоцитозу. Такая вариабельность означает, что при инфицировании определенными видами бактерий вероятность развития септицемии выше, чем при заражении другими видами, менее вирулентными. Но при существующем в организме очаге инфекции и ослабленном иммунитете, все виды бактерий (в независимости от их вирулентности) могут привести к развитию сепсиса.

Отметим, что при условии заражения большим количеством бактерий или при ослабленном иммунитете, развитие септицемии могут вызывать любые виды бактерий (даже непатогенные), несмотря на то, что в большинстве случаев септицемию вызывают только некоторые виды микробов.

Инвазивные процедуры

Примерно 60% случаев возникновение септицемии наблюдаются у больных, находящихся на стационарном лечении. Наиболее подвержены риску развития госпитальной септицемии пациенты, которым проводилось хирургическое вмешательство и разные инвазивные процедуры (цистоскопия, внутривенная или мочевая катетеризация и др). Отметим, что примерно у 20% пациентов с септицемией, приобретенной в условиях стационара, очагом инфекции является внутривенный катетер. Много пациентов с очагом инфекции в мочевыводящих путях подвергались цистоскопии или катетеризации. Все оперированные области, которые в норме обильно загрязнены микроорганизмами (область гениталий, кишечник, ротовая полость), обладают высоким риском послеоперационной бактериемии.

БАКТЕРИИ-ВОЗБУДИТЕЛИ

Часто бактериемию вызывают микробы одного вида. Примерно в 8% случаев заражения в крови обнаруживают несколько видов бактерий. Все патогенные микроорганизмы и, в более редких случаях, некоторые виды обычно непатогенных бактерий могут быть причиной развития септицемии. Тем не менее, при заражении крови чаще всего обнаруживаются несколько видов микроорганизмов.

Наиболее распространенными возбудителями бактериемии являются два вида бактерий – грамположительные Staphylococcus aureus (S. aureus; Золотистый стафилококк) и грамотрицательные Escherichia coli (E. coli; Кишечная палочка). Кишечная палочка является причиной развития септицемии примерно в 25% случаев, а золотистый стафилококк – в 12-15% случаев.

Escherichia coli (Кишечная палочка) – компонент физиологической микрофлоры организма. Большинство случаев инфицирования крови кишечной палочкой возникает при заболеваниях брюшной полости или травме, когда бактерия попадает из кишечника в кровь. Так, любые хирургические вмешательства на кишечнике сопровождаются риском развития бактериемии в результате инвазии кишечной палочки. Кроме этого, кишечная палочка является возбудителем многих патологий мочевыделительной системы. В этом случае источником бактериемии является мочевыделительный тракт (особенно верхние отделы).

Последние несколько лет наблюдается рост случаев септицемии, вызванной кишечной палочкой. Для выяснения причины такого роста и успешной борьбы с этой патологией в некоторых странах была введена обязательная регистрация каждого подобного случая (также обязательной регистрации подлежат все случаи септицемии, возбудителем которой является золотистый стафилококк).

Staphylococcus aureus (Золотистый стафилококк) – грамположительный кокк, представляющий собой неподвижную бактерию шаровидной формы, часто обнаруживаемую на коже у 5-10% и в полости носа у 20-30% здоровых лиц. Это наиболее патогенный вид бактерии для человека. Золотистый стафилококк может стать причиной инфекционных заболеваний кожи (карбункулы, фурункулы и др). Также эта бактерия частый возбудитель хирургической и раневой инфекции. Более чем в 80% случаев септического артрита и остеомиелита возбудителем является Staphylococcus aureus. Но чаще всего золотистый стафилококк вызывает бактериемию при инфицировании ран или внутривенной катетеризации. Около 10% случаев бактериемии вызывают MRSA-штаммы (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus – Метициллинрезистентный золотистый стафилококк), устойчивые к действию метициллина и родственных ему антибиотиков.

В остальных случаях (примерно 65-70%) бактериемии возбудителем могут быть другие виды бактерий (более 150 видов), большая часть из которых встречаются редко. К наиболее распространенным возбудителям бактериемии из этих видов бактерий (примерно 30% случаев) относятся: Streptococcus pneumonia (Пневмококк), Streptococcus pyogenes, Staphylococcus epidermidis (Эпидермальный стафилококк), Pseudomonas aeruginosa (Синегнойная палочка), Neisseria meningitidis (Менингококк), а также разные виды клебсиелл, протеуса, энтерококков.

Streptococcus pneumonia

Streptococcus pneumonia (Пневмококк) – грамположительные бактерии, способные колонизировать ротовую и носовую полость здоровых людей. Этот вид кокков является самым распространенным бактериальным возбудителем инфекционных заболеваний нижних дыхательных путей (пневмонии). В качестве возбудителя бактериемии пневмококки встречаются примерно в 2-5% случаев (заражение происходит, как правило, при пневмококковой пневмонии путем попадания инфекции из дыхательных путей в кровь).

Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus epidermidis (Эпидермальный стафилококк) – коагулазонегативный стафилококк – наиболее важный вид из группы стафилококковых бактерий. Эпидермальный стафилококк, как и другие кокки этой группы, присутствуют в большом количестве на коже и в полости носа здоровых людей (это объясняет распространенную контаминацию крови этими бактериями). Как правило эта инфекция выступает возбудителем бактериемии у иммунокомпрометированных пациентов, которым проводились инвазивные процедуры (например, внутривенная катетеризация). Эпидермальный стафилококк всегда носит госпитальный (нозокомиальный) характер.

Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa (Синегнойная палочка) – грамотрицательная подвижная палочковидная бактерия. Псевдомонады – род бактерий, к которым относится синегнойная палочка, – содержатся в окружающей среде, быстро размножаются на влажной поверхности и могут выступать в качестве загрязнителя воздуха, любых поверхностей, инструментария и оборудования в медицинских учреждениях. Чаще всего синегнойная палочка вызывает бактериемию при инвазивных процедурах и инфицировании мочевыводящих путей (носит в основном нозокомиальный характера).

Энтерококки

Энтерококки – грамположительные бактерии, в норме населяют кишечник. Enterococcus faecium и Enterococcus faecalis (Фекальный энтерококк) имеют наибольшее клиническое значение, так как могут быть возбудителем инфекционных заболеваний мочевыделительной системы и абдоминальной инфекции (например, перитонит). Инфицирование крови этими бактериями происходит в основном у пациентов со слабым иммунитетом, чей организм сильно истощен.

Klebsiella spp и Proteus spp

Klebsiella и Proteus являются возбудителями в основном инфекционных заболеваний мочевыделительной системы, реже – нижних дыхательных путей (пневмонии). В большинстве случаев эти микроорганизмы вызывают бактериемию через раны или очаги инфекции в мочеполовой системе.

Neisseria meningitidis

Neisseria meningitidis (Менингококк) – грамотрицательные бактерии вида диплококков, населяющие полость носоглотки примерно у 20% лиц здоровой популяции. Несмотря на это менингококковая инфекция – самый часты возбудитель патологии центральной нервной системы (бактериального менингита). Менингококк способен проникать из полости носоглотки в кровь, а оттуда – в оболочки мозга, вызывая менингококковый менингит (то есть, бактерия может быть изолирована от крови). Менингококковая инфекция часто обнаруживается в организованных коллективах (особенно детских и молодежных).

ГРИБЫ-ВОЗБУДИТЕЛИ

Среди случаев заражения крови, грибы в роли возбудителей определяются примерно в 1-2% случаев (в основном у пациентов с тяжелым иммунодефицитом). Candida albicans (кандида), которая в норме присутствует в незначительных количествах на коже сздорового человека, является наиболее распространенным возбудителем фунгемии. Кроме фунгемии Candida albicans является возбудителем кандидозов (грибкового поражения) кожи, ногтей, половых органов (молочница).

ПОСЛЕДСТВИЯ БАКТЕРИЕМИИ И ФУНГЕМИИ

Симптоматические и потенциально представляющие угрозу жизни последствия бактериемии и фунгемии в основном возникают не по причине самой инвазии инфекции в кровь, а по причине дезорганизации адекватного физиологического (иммунного) ответа. Несмотря на постоянную интенсивную работу ученых и специалистов, хо сих пор этот механизм досконально не изучен, а известен лишь в общих чертах. Основным клиническим проявлением при заражении крови является сепсис, тяжесть которого быстро прогрессирует до состояния септического шока и смерти. Чтобы понимать клиническое значение заражения крови, нужно ориентироваться в следующих понятиях:

• SIRS (System Inflammatory Response Syndrome) – синдром системного воспалительного ответа
• Сепсис
• Тяжелый сепсис
• Септический шок

SIRS (Синдром системного воспалительного ответа)

Воспаление – комплексная физиологическая защитная реакция организма в ответ на повреждение (alteration) или на патогенные раздражители, задачей которой является ограничение и разрешение (излечение) патологического процесса. Воспалительный ответ здорового организма ограничивается местным процессом (в месте повреждения) и точно регулируется путем образования противовоспалительных компонентов. SIRS (Синдром системного воспалительного ответа) – патологическая форма воспалительного ответа, распространяющаяся на ткани, органы и системы, удаленные от места поражения и не имеющих к возбудителю никакого отношения. То есть, SIRS – неадекватное и опасное состояние организма. Синдром системного воспалительного ответа может возникать при любых серьезных патологических процессах: инфекционных заболеваниях, патологиях с обширным повреждением тканей (например, острый панкреатит, инфаркт и др), родах, тяжелых травмах, хирургических вмешательствах.

Диагноз SIRS ставят при условии, если у больного возникают хотя бы два из нижеперечисленных симптомов воспаления системного характера:

• Повышение или понижение температуры тела: > 38°C или < 36°C
• Тахикардия: частота сердечных сокращений (ЧСС) > 90 ударов в минуту
• Гипервентиляция: частота дыхания (ЧД) > 20 в минуту; или парциальное давление углекислого газа (PCO₂) > 4,2 кПА
• Высокая или низкая концентрация лейкоцитов в крови: > 12×10⁹/л или < 4,0×10⁹/л

Сепсис

Сепсис – синдром SIRS, возникающий в ответ на эндотоксиновую агрессию, характеризующийся системным воспалительным ответом. То есть, если у пациента выявлена бактериемия на фоне двух и более симптомов SIRS, это означает наличие сепсиса. Так как бактериемия представляет собой системное инфекционное поражение, при котором кровь является источником формирования системного воспалительного ответа, это состояние обычно сопровождается сепсисом. Тем не менее, наличие самой бактериемии не всегда достаточно для постановки диагноза сепсиса.

То есть, любая инфекция, в независимости от источника, может вызвать SIRS. Поэтому диагноз «Сепсис» может быть поставлен даже при условии полной стерильности крови, при условии наличия в организме развивающегося очага инфекции, ассоциирующейся с системным воспалением. Сам по себе термин «Септицемия» (инфекционное поражение крови) часто используют в качестве синонима сепсиса, тем не менее, сепсис может развиваться в отсутствие инфекции крови – эти два понятия не являются синонимами. По причине такой путаницы большинство эксперты не рекомендуют использовать термин «септицемия».

Тяжелый сепсис

При сепсисе нарушается воспалительный ответ на инфицирование, который ассоциируется с образованием в организме большого количества цитокинов (биологически-активных химических веществ), которые попадают в кровь и участвуют в иммунных реакциях. Неконтролируемый выброс провоспалительных цитокинов в кровь приводит к повреждению структуры эндотелиальных клеток микрососудистого (капиллярного) русла, в результате жидкость из капилляров проникает в интерстициальное пространство, вызывая отеки, гипотензию (снижение артериального давления) и гиповолемию (снижение объема циркулирующей крови).

Чрезмерная воспалительная реакция и нарушение структуры эндотелия активируют каскад свертывания крови и тромбоциты, развивается прокоагулянтное состояние – внутри капилляров образуются микротромбы. Нарушение каскада свертывания крови на фоне низкого артериального давления, повреждения эндотелия и микротромбоза приводят к ограничению кровотока в капиллярном русле. В результате возникает дефицит кислорода в тканях (гипоксия), жизненно необходимого всем клеткам организма, происходит прогрессирование ишемического повреждения тканей, вплоть до возникновения органной дисфункции. Органная дисфункция является определяющим признаком тяжелого сепсиса.

Нельзя спрогнозировать прогрессирование до состояния тяжелого сепсиса – это происходит примерно в 30% случаев сепсиса. Предотвратить развитие тяжелого сепсиса можно путем ранней диагностики состояния и своевременной антибактериальной терапии. Тяжелый сепсис характеризуется явной органной дисфункцией, низким артериальным давлением и ограниченной тканевой перфузией. Отметим, что повреждение капилляров может распространятся на несколько органы и даже на все системы органов.

Септический шок

Септический шок – самое тяжелое проявление сепсиса, сопровождающееся острым нарушением циркуляции крови и персистирующей гипотензией (систолическое давление < 90 мм рт ст) на фоне адекватного восполнения жидкости. Нарушение тканевой перфузии может провоцировать возникновение полиорганной недостаточности, в результате чего наступает смерть.

Отметим, что сепсис, тяжелый сепсис и септический шок представляют собой не отдельные состояния, а стадии непрерывно прогрессирующего процесса, вызванного патологическим системным ответом на инфекционное поражение. При бактериемии или фунгемии у пациентов может возникать любая из стадий сепсиса. Об опасности этого состояния лучше всего говорят цифры: показатель летальности при сепсисе составляет примерно 25%, тяжелом сепсисе – около 40%, септическом шоке – 60%. В отделениях интенсивной терапии сепсис является наиболее частой причиной смертности.

Совместные усилия, предпринятые специалистами отделений интенсивной терапии из разных стран, позволили начать кампанию по профилактике сепсиса. В ходе этой компании были подготовлены соответствующие руководства, в которых представлен комплекс оптимальных лечебных мероприятий (в том числе бактериальный посев крови и другие лабораторные исследования), направленный на снижение летальных случаев при сепсисе.

ХАРАКТЕРНЫЕ СИМПТОМЫ БАКТЕРИЕМИИ

В зависимости от вида бактерий, которые попали в кровь, симптомы заражения могут быть разными. Тем не менее существуют общие симптомы бактериемии:

• Повышение температуры тела > 38°C
• Озноб (дрожь)
• Тахикардия (ЧСС > 95 уд/мин)
• Снижение артериального давления (гипотензия)
• Повышенная частота дыхания
• Нарушение сознания (спутанность), сонливость

В случае развития органной дисфункции возникают следующие объективные симптомы:

• Цианоз (синюшность кожи) вследствие снижения парциального давления кислорода (PO₂) при вовлечении дыхательной системы
• Желтуха (при вовлечении печени)
• Снижение диуреза (при вовлечении почек)
• Геморрагии – склонность к кровотечениям в результате нарушений системы свертывания крови