7.1. Вступительные замечания

Инфекция - одно из наиболее значимых для человеческой практики и одно из наиболее изученных взаимодействий, происходящих в ЗББ. Соответствующее направление в естествознании - инфектология отличается от многих биологических дисциплин и богатством накопленного фактического материала, и развитостью теоретических обобщений, именуемых обычно Учением об инфекции или Учением об инфекции и иммунитете.

Основная причина этого - огромный ущерб, который наносит человеческому социуму инфекционная патология, и необходимость активной разработки научно обоснованных мер для максимального снижения его.

Однако, это же обстоятельство привело к ориентировке инфектологии только на патологические аспекты явления и борьбу (!) с ними. В итоге, эта дисциплина стала всего лишь частью традиционной медицины и ветеринарии, а теория этого явления, построенная на традиционных медицинских представлениях, неполно и, соответственно, неадекватно отражает не только явление в целом, но даже его патологический фрагмент^[1].

Все интерпретации Учения об инфекции явно или неявно начинались или начинаются с двух аксиом:

1. Все виды микроорганизмов (микробов) делятся на патогенные (болезнетворные) и непатогенные (неболезнетворные)^[2], а все макроорганизмы (как правило, многоклеточные животные и растения) - на восприимчивые и невосприимчивые к патогенным микробам.

2. Инфекция - это взаимодействие восприимчивого макроорганизма с патогенным (условно-патогенным) микробом.

И далее на этих утверждениях строится все здание Учения.

Общепринятость обоих утверждений не мешает им быть некорректными.

Во-первых, они исключают из анализа все, что не имеет прямого отношения к инфекционной патологии, подменяя тем самым общую картину явления ее фрагментом и поэтому искажая и общую картину, и этот фрагмент. А во-вторых, классифицируют реальную совокупность микробов и их взаимодействий с макрооганизмами по Линневскому принципу, т.е. без учета условности любого деления любых реальных явлений на группы.

Детальный критический анализ логического развития этих аксиом, т.е. содержания Учения об инфекции может выполнить любой заинтересованный читатель. Здесь же можно указать только основное для практики следствие неадекватности аксиоматики традиционной теории инфекции - отсутствие критериев оценки реальной значимости (в том числе и опасности) любого конкретного микроба для человеческого социума и, соответственно, невозможность выбора оптимальной стратегии в отношении его.

Если говорить об опасности, то практика по сей день вооружена только сведениями об ущербе, который в разное время принесли различные микроорганизмы, и о выработанных на их основе алгоритмах действий для предупреждения максимально возможного ущерба. В итоге, не имея возможности оценить реальную опасность ситуации, инфектолог-практик в любом случае либо будет рассчитывать только на ее максимум и максимально возможный по историческому опыту ущерб даже в том случае, когда реальную опасность можно не принимать в расчет, либо вовремя не заметит эту опасность (особенно при появлении новых "патогенов") и вовсе упустит возможность предотвращения ущерба.

Как и любые иные Природные факторы, микроорганизмы - это не только опасность, и практике, очевидно, нужны критерии оценки не только патогенного, но и нормогенного, и саногенного эффектов инфекционных взаимодействий^[3]. Однако таких критериев Учение об инфекции не может дать в принципе.

Цель настоящего исследования - сформулировать основные положения теории инфекции как частные случаи общебиологических положений и общебиотических закономерностей, т.е. сформулировать положения, пригодные для вывода на их основе критериев оценки реальной значимости для человеческого социума любого конкретного микроорганизма и любого частного случая инфекционного взаимодействия, включая и его патологические проявления.

7.2. Определение предмета инфектологии

Как и любое иное определение, оно должно быть формулировкой критериев однозначного выделения инфекции как таксона в соответствующей классификационной схеме Природных явлений.

Общеизвестный фактический материал инфектологии с учетом изложенной ранее интерпретации общебиотических закономерностей и особенностей существования ЗББ позволяет утверждать следующее:

1. Инфекция - это взаимодействие организмов, принадлежащих ЗББ.

2. Инфекция - это взаимодействие организмов различной типоспецифичности.

3. Инфекция - это взаимодействие организмов двух уровней строения - одноклеточного организма (микроба, микроорганизма, инфекта, возбудителя инфекции) и многоклеточного организма (макроорганизма, хозяина)^[4].

4. Инфекция - это взаимодействие одной особи хозяина с популяцией возбудителя, численность которой может быть, в принципе, любой - от единичной клетки до числа, ограниченного только чисто физическими возможностями размещения популяции.

5. Инфекция - это взаимодействие организмов, объединенных в биоз (гетеробиоз), внутренняя среда которого представлена внутренней средой хозяина, т.е. биоз, в котором один бионт (хозяин) служит средой обитания другого бионта (инфекта) или, что - то же самое, один бионт (инфект) размещен (обитает) на (в) другом бионте (хозяине) при условии, что внутренние среды особей инфекта ни полностью, ни частично не пересекаются с внутренними средами клеток хозяина.

Итак, инфекция - это гетеробиоз организмов ЗББ, в котором популяция одного бионта - одноклеточного организма (микроба, микроорганизма, инфекта, возбудителя) использует в качестве среды обитания особь другого бионта - многоклеточного организма (макроорганизма, хозяина)^[5] и внутренние среды особей первого ни полностью, ни частично не пересекаются с внутренними средами клеток второго^[6]

Предлагаемое определение не вводит никаких ограничений ни на свойства взаимодействующих организмов, кроме их порядков и обязательной разницы в типоспецифичности, ни на условия возникновения и существования инфекции, ни на характер взаимодействия бионтов, ни на внешние проявления и исходы процесса.

При этом существенно меняется содержание понятия сравнительно с традиционной интерпретацией.

С одной стороны, круг явлений, именуемых инфекцией, значительно расширяется за счет включения в него всех без исключения биозов микроб-макроорганизм, независимо от их внешних проявлений и "патогенности-непатогенности" микроба-бионта.

Но, с другой стороны, требование именно бионтных отношений между партнерами и требования к порядку строения бионтов однозначно исключает из числа инфекционных любые взаимодействия одноклеточных организмов, любые взаимодействия многоклеточных организмов, а также взаимодействия одно- и многоклеточных организмов, в которых внутренние среды особей одноклеточного партнера частично или полностью накладываются на внутренние среды клеток многоклеточного партнера^[7].

Такое изменение содержания понятия оправдывается объединением в одну группу явлений, общих по существу происходящего, а не по его внешним проявлениям.

Предлагаемое определение инфекции, как и традиционное, не доказывается, т.е. вводится как аксиома, о справедливости которой можно будет судить по следствиям ее логического развития в теорию явления и по адекватности отражения этой теорией как явления в целом, так и любых его частностей.

В последующем изложении в качестве синонимов инфекции будут использоваться термины инфекционное взаимодействие, инфекционный биоз, биоз микроб-макроорганизм, взаимодействие микроб-макроорганизм (инфект-хозяин, инфект-макроорганизм, микроб-хозяин, возбудитель-хозяин, возбудитель-макроорганизм), инфекционный процесс.

7.3. Инфекционный биоз как объект ЗББ

С учетом трех принципиально возможных вариантов возникновения биоза вообще инфекционный биоз может, в принципе, возникнуть или как итог встречи свободноживущих особей микроба и макроорганизма, или как итог метаморфозы в новый инфекционный биоз любого иного биоза^[8], или как итог метаморфозы в инфекционный биоз объекта абиоты.

Основная часть инфекционных биозов, с которыми имеет дело практическая инфектология возникает, очевидно, по первому варианту; со вторым вариантом инфектологи встречаются значительно реже, а вероятность третьего в практике вообще можно игнорировать (хотя, разумеется, забывать о нем все же не стоит). Поэтому ограничимся здесь только анализом возникновения инфекционного биоза как итога встречи особей микроба и макроорганизма.

Рассмотрим биоценоз, представленный популяциями двух видов организмов - одноклеточного (N) и многоклеточного (M), т.е. организмов, взаимодействие которых может рассматриваться как инфекционное. Пусть их численности на начало наблюдения за биоценозом, т.е. на момент t₀, составляют n₀ и m₀, соответственно, а особи обеих популяций случайно размещены и произвольно перемещаются по биотопу.

Очевидно, что анализ этого случая может быть выполнен с использованием тех же зависимостей, которые были выведены при анализе предельно общего случая взаимодействия объектов.

В рассматриваемом биоценозе существует ненулевая вероятность пространственного контакта особей обоих видов. По определению, любая такая встреча, не приведшая к наложению внутренних сред особей одноклеточного организма и клеток многоклеточного, есть образование биоза. Следовательно, это событие можно именовать инфицированием (заражением).

Оно может быть охарактеризовано нормированной по времени вероятностью нахождения в одной и той же единице пространства биотопа одной особи организма N (потенциального инфекта) и одной особи организма M (потенциального хозяина), p_inf.

Очевидно, что

_, (30)

где p_m и p_n - нормированные по времени вероятности нахождения в единицу времени в единичном участке биотопа одной особи потенциального хозяина и потенциального инфекта, соответственно.

Очевидно также, что p_inf, будучи величиной, отражающей удельную плотность обеих популяций в биотопе, отражает специфику соответствующей инфекции только как межпопуляционного взаимодействия и никак не связана со спецификой взаимодействия бионтов в самих инфекционных биозах.

Поэтому примем, т.е. будем считать инфицирование или возникновение нового инфекционного биоза состоявшимся событием.

Его существование - частный случай существования биоза вообще, и, следовательно, для описания его "жизни-нежизни" применимы все зависимости, выведенные для более общих случаев, разумеется, с учетом особенностей этого частного случая.

Хотя любой новый инфекционный биоз, в принципе, может быть и "живым" и "неживым"^[9], вторым вариантом пока можно пренебречь по причине очевидной маловероятности оживления "неживого" инфекционного биоза и пренебрежимо малого вклада всех "неживых" инфекционных биозов в исходы большинства случаев последующего взаимодействия хозяина и инфекта, которые находятся в поле зрения современной инфектологии.

Соответственно, в последующем анализе, за исключением специально оговоренных случаев, "жизнь" и существование (соответственно, гибель и исчезновение) инфекционного биоза будут рассматриваться как равнозначные явления.

Как и любой "живой" биоз, любой "живой" инфекционный биоз будет характеризоваться нормированной по времени вероятностью гибели, p_ib, и ее динамикой во времени, D p_ib. Особенностью инфекционного биоза будет то, что для него p_ib будет вероятностью гибели биоза, состоящего из одной особи хозяина и одной микробной клетки ("элементарного" инфекционного биоза).

При чем гибелью инфекционного биоза, с учетом сказанного о его возникновении и существовании, будем считать гибель инфекта и (или) хозяина и (или) элиминацию инфекта из хозяина.

Т.е. гибель инфекционного биоза - это сумма совместимых событий - гибели инфекта (событие D_m), гибели хозяина (событие D_n), элиминации инфекта (событие E), каждое из которых может быть охарактеризовано нормированными по времени вероятностями реализации в "элементарном" инфекционном биозе, p_m, p_n, p_E, и, соответственно, в общем случае

. (31)

p_ib характеризует стабильность инфекционного биоза, т.е. является уже специфической характеристикой взаимодействующей пары, позволяющей описывать взаимодействие конкретной особи хозяина с конкретной популяцией микроба зависимостью вероятности гибели этого инфекционного биоза от времени его существования и от численности микробной популяции, n^[10]. В простейшем случае (в условиях биномиальности испытаний; в частности, при p_ib=const) эта вероятность, P_ib:n,t, будет записана как

_. (32)

Зная n, t и P_ib:n,t, несложно рассчитать значение p_ib как

_. (33)

Стабильность различных инфекционных биозов при равных значениях n можно характеризовать также параметром, прямо связанным с p_ib, - средней продолжительностью "жизни", т.е. временем, соответствующим ( или )^[11]. Кстати, . (34)

Очевидно, что для более сложных случаев (p_ib¹ const) потребуются и более сложные зависимости, учитывающие, в том числе, и сложный характер события "гибель инфекционного биоза".

Кроме этого, как любой биоз вообще, инфекционный биоз может быть охарактеризован вероятностями реализации отдельных проявлений его жизнедеятельности, например, характеристиками его метаболизма (потребления, роста, воспроизводства).

Анализ поведения инфекционного биоза, т.е. инфекции как самостоятельного объекта ЗББ - это принципиально новый для инфектологии подход, который необходимо вводит в обиход инфектологов ряд, мягко скажем, непривычных понятий.

Так, например, характеризуя "жизнь" инфекционного биоза значениями p и D p, мы тем самым получаем основания для характеристики любого инфекционного биоза по уровням и состояниям его здоровья.

При всей необычности применения таких категорий к инфекционному биозу, т.е. к инфекции (может быть даже дикости такого подхода для любого инфектолога, воспитанного на традиционных медицинских представлениях), описание и анализ инфекции, как специфического явления в ЗББ, без учета соответствующих состояний будут неполными, и в поле зрения инфектологии по-прежнему останутся лишь фрагменты общей картины^[12].

Нужно, однако, иметь в виду, что описание инфекции через уровни и состояния ее здоровья, а также через другие характеристики ее жизнедеятельности - не только непривычно, но и достаточно сложно, поскольку классификация последних должна учитывать возможную динамику состояний и биоза в целом, и отдельных бионтов.

Во-первых, она должна отражать три альтернативных состояния здоровья инфекционного биоза (норму, болезнь и санацию), каждое из которых будет следствием одного из возможных сочетаний альтернативных вариантов динамики вероятностей реализации "элементарных" для его "жизни" событий - D_n, D_m, E ,т.е включать не менее 81 таксона нижнего уровня. А во-вторых, она должна учитывать какое-то число уровней здоровья и инфекционного биоза в целом, и отдельных бионтов.

Не менее сложным будет и описание "жизни" инфекционного биоза в терминах его метаболизма.

Поэтому запись зависимостей поведения инфекционного биоза (инфекции, инфекционного процесса), как самостоятельного объекта ЗББ, от условий его существования - дело явно не сегодняшнего дня.

Сегодня вряд ли стоит рассчитывать даже на построение одной только классификации уровней и состояний здоровья инфекционного биоза, тем более что непосредственных практических выходов от него можно будет ожидать лишь после детальной проработки способов оценки принадлежности конкретных стадий конкретных инфекционных процессов к отдельным таксонам.

Но как бы ни было сложно решение задачи описания бытия инфекционного биоза, как самостоятельного объекта, оно все же будет необходимо, т.к. без него инфектология так и останется разделом традиционной медицины, поле зрения которого так и будет ограничено одним (и, кстати, далеко не самым типичным) фрагментом общей картины, не связанным с ней и, следовательно, искаженно представляющим даже те частные зависимости, которые могут быть сформулированы при его анализе.

7.4. Инфекционный биоз как совокупность бионтов

Одним из необходимых условий решения задачи описания бытия инфекционного биоза, как самостоятельного объекта ЗББ, является замена традиционных характеристик инфекционного взаимодействия ("патогенности" или "вирулентности" микроба и "восприимчивости" хозяина) на более адекватные характеристики межбионтных отношений в инфекционном биозе, которая может быть выполнена уже сегодня.

Для этого нужно всего лишь записать зависимости от условий возникновения и существования инфекционного биоза вероятностей реализации реакции бионта на своего сожителя.

Поскольку практические интересы медицинской инфектологии в любом случае связаны (и будут связаны), прежде всего, с реакцией хозяина на присутствие в (на) нем инфекта, будем рассматривать инфекционное взаимодействие именно с этой стороны.

Реакцией хозяина (событием R) будем считать любое изменение состояния хозяина (нпр. его гибель или любое проявление его "жизнедеятельности"), поскольку его в любом случае можно рассматривать как один из исходов взаимодействия.

Как и в общем случае взаимодействия объектов, событие R будет характеризоваться вероятностью его реализации (соответственно, нереализации), нормированной по времени и дозе взаимодействия, т.е. вероятностью реализации (соответственно, нереализации) в результате взаимодействия особи одного бионта с особью другого бионта в единицу времени взаимодействия, p_R (соответственно, q_R)^[13].

В простейшем случае (биномиальные условия испытания; в частности, постоянство p_R и числа микробных клеток в биозе, n) зависимости вероятностей реализации и нереализации этого события от времени взаимодействия, t, и числа микробных клеток в биозе, т.е. P_R:n,t и Q_R:n,t, соответственно, могут быть записаны как

. (35)

Выражение (35) можно считать базовой моделью инфекционного взаимодействия при описании его зависимостями вероятности реакции хозяина от условий взаимодействия.

Используя его, можно сопоставлять между собой любые инфекции по значениям параметра p_R (соответственно, q_R) даже при допущении постоянства всех параметров взаимодействия.

Зная дозу заражения, n, время, прошедшее с момента заражения, t, и приравняв P_R:n,t долю особей хозяина, которые отреагировали за это время, несложно рассчитать p_R или q_R как

. (36)

Например, при , соответственно, . В этом случае n и t есть не что иное, как широко используемые в экспериментальной микробиологии величины ED₅₀ и t₅₀, т.е. доза, обеспечивающая 50% эффект заражения, и время достижения 50% эффекта после заражения^[14].

Однако практика их использования ограничивается лишь патологией инфекционных взаимодействий, поскольку "эффект заражения" для традиционной инфектологии - это всегда только "доля заболевших" или "доля погибших"^[15].

Кроме того, практика их использования не учитывает того, что время наступления эффекта необходимо связано с заражающей дозой, т.е. сама по себе ED₅₀ без учета времени, прошедшего с момента заражения, так же как само по себе t₅₀ без учета заражающей дозы - это показатели, пригодные для оценки свойств инфекта или хозяина в крайне ограниченных условиях (при сопоставлении эффекта действия разных популяций одного и того же инфекта на хозяина, характеристики которого приняты постоянными, или при сопоставлении реакции разных популяций хозяина, заражаемых одной и той же популяцией инфекта).

Иначе говоря, они не могут служить количественными критериями для сопоставления между собой различных видов микроорганизмов по их отношению к конкретным видам хозяев.

Разумеется, когда речь идет только о сопоставлении между собой различных вариантов поведения одного и того же инфекционного биоза, т.е. для решения задач в указанных выше границах, использование этих величин как самостоятельных характеристик вполне допустимо. При этом способ исчисления ED₅₀ и t₅₀ по данным эксперимента может быть любым, т.е. для этого может быть использована как зависимость (36), так и любая версия широко распространенного в экспериментальной микробиологии метода пробит-анализа.

Но по поводу использования последнего следует сделать ряд оговорок.

Пробит-анализ основан на гипотезе логарифмически-нормального распределения восприимчивости в популяции хозяина, т.е. на предположении, что восприимчивость особей хозяина к возбудителю, выраженная дозой заражения, которая вызывает реакцию хозяина, или временем появления реакции на заражение одной и той же дозой, распределена в любой популяции по логарифмически-нормальному закону.

Для доказательства справедливости гипотезы приводятся многочисленные факты удовлетворительной аппроксимации законом лог-нормального распределения эмпирических зависимостей "доза-эффект" и "время-эффект", т.е. возможность расчетной либо графической оценки lg(ED₅₀) и lg(t₅₀) как центров соответствующих распределений.

При этом не учитывается следующее:

1. Возможность аппроксимации любой эмпирической зависимости законом какого-либо теоретического распределения вовсе не доказывает подчинение анализируемой совокупности этому закону.

2. Гипотеза лог-нормального распределения рассматривает любую зависимость "доза-эффект" и "время-эффект" как отражение соответствующей гетерогенности популяции хозяина. Но из анализа общего случая взаимодействия объектов следует, что сама по себе зависимость эффекта от дозы или времени есть всего лишь отражение случайного характера исхода любого взаимодействия, т.е. она имеет быть и при полной гомогенности взаимодействующих объектов.

3. Сама по себе возможность аппроксимации эмпирических распределений "доза-эффект" и "время-эффект" законом лог-нормального распределения есть следствие незначимых отклонений от прямой линии графика простой экспоненциальной зависимости на пробитной (логарифмически-вероятностной) шкале в интервале вероятностей от 0,15 до 0,85. Следовательно сам по себе график соответствующей зависимости на этой шкале - вовсе не отражение распределения восприимчивости, т.е. гетерогенности популяции по этому признаку. Последняя отражается на пробитной шкале только уменьшением угла наклона всей интегральной кривой к оси абсцисс.

Поэтому анализ реальной гетерогенности популяций хозяев по их отношению к возбудителю будет куда более информативен по зависимости "эффект-доза" в двойных логарифмических координатах (на шкале Вейбулла), как это показано при анализе общего случая взаимодействия объектов.

Использование p_R (соответственно, q_R) для сравнительной характеристики различных инфекционных процессов по их влиянию на организм хозяина требует только учета вероятности реализации того же события R вне сравниваемых инфекционных взаимодействий, т.е. в популяции интактных макроорганизмов, p_Rint.

Например, если событие R - это гибель хозяина, то при p_R=p_Rint мы будем иметь дело с нормогенной, при p_R>p_Rint - с патогенной, а при p_R<p_Rint - с саногенной инфекцией.

Разумеется, оценка p_R при допущении постоянства всех параметров взаимодействия - это очень приближенная оценка для многих, если не для большинства инфекционных биозов, в которых характеристики обоих бионтов существенно меняются в ходе взаимодействия.

Соответственно, должна усложняться и математическая модель процесса.

Прежде всего, она должна учитывать динамику численности популяции инфекта, т.е. параметр n базовой модели должен быть заменен на n_t.

Поскольку существование инфекта в (на) хозяине есть очевидный случай существования популяции в биотопе с фиксированными границами (биотоп инфекта, по определению, - это организм хозяина), n_t может быть записана с учетом зависимости (26).

При этом n₀ данной зависимости станет дозой заражения, т.е. числом клеток микроорганизма, вошедших в контакт с особью хозяина в момент возникновения инфекционного биоза; n₁ - числом микробных клеток данного типа, возникших in vivo за счет метаморфоз, n₂ - числом микробных клеток данного типа, возникших in vivo за счет репродукции, n₃ - дозой суперинфицирования, n₄ - числом микробных клеток данного типа, исчезнувших in vivo за счет метаморфоз, n₅ - числом микробных клеток данного типа, элиминированных из организма хозяина.

Иначе говоря, событиями, которые значимы для общей численности инфекта в общем случае инфекционного взаимодействия, являются метаморфоза, репродукция и элиминация. При этом, очевидно, нужно оговорить, что следует понимать здесь под "метаморфозой инфекта".

В общем случае бытия микробной клетки ее метаморфозой будет любое изменение - от минимального (еще различимого наблюдателем) изменения фенома до превращения в объект абиоты ЗББ.

Однако систематизация инфекций по их возбудителям с учетом всех возможных метаморфоз клеток инфекта даст чрезмерно сложную классификационную схему. Поэтому при анализе динамики общей численности популяции инфекта его типом на данном этапе будет только генотип, а его метаморфозой - только изменение этого генотипа или превращение микробной клетки в объект абиоты ЗББ.

Разумеется, при анализе конкретных инфекционных взаимодействий учет всех названных событий может и не потребоваться. Так, в простейшем случае вся динамика популяции инфекта может быть сведена к одному из них, например, к репродукции, что позволит записать n_t как

(37)
а наиболее типичным случаем будет, по-видимому, инфекция, в которой динамика общей численности популяции инфекта определяется практически только двумя событиями - репродукцией микробных клеток и их метаморфозой в объекты абиоты; n_t при этом будет записано уже как

, (38)

где q_N - вероятность перехода в абиоту одной микробной клетки в единицу времени.

Во многих реальных инфекциях сам момент инфицирования резко меняет условия обитания микроба, т.е. требует его приспособления к новым условиям, что неизбежно отражается на соответствующих характеристиках бионтов, в частности, на динамике популяции инфекта и на значении p_R.

В качестве первого приближения при описании такого процесса его можно разделить на две составляющие:

- взаимодействие с хозяином микробных клеток, имеющих исходное (до заражения) состояние, т.е. не "адаптированных" к хозяину;

- взаимодействие с хозяином микробных клеток, уже "адаптированных" к нему (поскольку цель анализа - описание конкретных инфекционных биозов, речь, очевидно, может идти только об изменении фенотипа клеток инфекта).

Обе составляющие процесса будут иметь свои значения нормированных вероятностей репродукции и метаморфозы клеток инфекта, а также реакции хозяина, т.е. и .

"Адаптация" микробных клеток^[16], выражающаяся изменением p_N и p_rep, - это событие, которое также характеризуется некоторой нормированной вероятностью реализации для каждой "неадаптированной" микробной клетки, обитающей in vivo, p_ad.

Реакция хозяина при таком "двустадийном" течении процесса будет, очевидно, суммой двух совместимых событий - реакций на взаимодействие с "неадаптированными" и "адаптированными" микробными клетками, имеющих свои вероятности реализации - P_R' и P_R". Соответственно, P_R:n,t будет записана как

(39)

P_R' и P_R" будут получены из зависимости (38), в которой вместо n_t, p_N и p_rep будут использованы и , соответственно.

При этом , а и, соответственно,

(40)

(41)

Экспериментальная оценка параметров такого "двустадийного" процесса будет основана на том очевидном обстоятельстве, что чем меньше величина p_R (соответственно, чем больше величина q_R), т.е. чем больше разница между n₀ и n_t , обеспечивающей P_R:n,t ˜1, тем большую часть n_t будут составлять "адаптированные" микробные клетки и, соответственно, тем более адекватным будет описание процесса зависимостью (41) и тем ближе к реальности будут полученные с ее помощью или .

Соответственно, если в экспериментальной зависимости эффекта заражения от дозы и времени после заражения ряд заражающих доз обеспечил реакцию у 100% особей хозяина, входящих в соответствующие группы, то для максимальной из этих доз вполне обоснованным будет допущение, что P_R:n,t = P_R" и при условии, что P_R:n,t ˜ 1. И, следовательно, для оценки (соответственно, ) достаточно знать численность популяции инфекта на момент, к которому отреагировало большинство особей хозяина^[17], с тем чтобы, приняв долю отреагировавших особей за P_R:n,t , а среднее по группе число микробных клеток в (на) хозяине на этот момент за n_t, рассчитать значение как .

Располагая оценкой , несложно оценить по зависимости (41) для тех же условий соотношение ^[18]. Затем, используя полученные значения и как параметры зависимости (35), можно построить расчетную зависимость P_R:n,t от дозы заражения и времени.

Сопоставление ее с данными эксперимента, прежде всего, позволит подтвердить или опровергнуть предположение о необходимости "адаптации" клеток инфекта к существованию in vivo. Так, совпадение или незначимость расхождений обеих зависимостей будет свидетельством "одностадийности" процесса, т.е. отсутствия сколь-либо значимых изменений в условиях взаимодействия с момента заражения хозяина до его реакции. Напротив, существенные различия в реально наблюдаемых и расчетных эффектах, явно связанные со временем, прошедшим с момента заражения (чем оно меньше, тем больше разница эффектов) будут прямым доказательством наличия таких изменений. Причем их характер, очевидно, может быть, в принципе, любым - от явно выраженной "стадийности" (например, "двустадийности") процесса до любого рода непрерывной функциональной зависимости каждого параметра взаимодействия от его условий (в частности, от времени, прошедшего с момента заражения).

Очевидно, что в этом случае экспериментатору следует, прежде всего, оценить адекватность "двустадийной" модели процесса, для чего нужно вначале вычленить из экспериментальной зависимости ту ее составляющую, которая определяется взаимодействием хозяина с "адаптированными" клетками инфекта, затем, принимая (где - расчетная численность популяции инфекта, а n_t - фактическая ее численность, определенная в эксперименте), оценить с использованием зависимости (40) значения и , затем с использованием полученных значений рассчитать по зависимости (39) значения P_R:n,t для заданных в опыте значений n₀ и t и, наконец, сопоставить новую расчетную зависимость с данными опыта.

Удовлетворительное совпадение их будет, очевидно, свидетельством адекватности выбранной аппроксимации процесса. Соответственно, существенные расхождения расчетных и экспериментальных данных, столь же очевидно, будут обоснованием необходимости дальнейшего усложнения (детализации) модели.

Сложность реальных инфекционных процессов, их далеко не одинаковый в различные фазы развития характер, неизбежная гетерогенность популяций инфекта и хозяина могут потребовать детализации модели также за счет замены постоянных значений ее параметров их зависимостями от времени и (или) моментами распределений значений этих параметров в соответствующих популяциях.

Может потребоваться детализация модели за счет разложения ее параметров на более простые составляющие, которые характеризуют взаимодействующие стороны по отдельности. Может потребоваться, наконец, дифференциация реакции хозяина на "живые" и "неживые" клетки инфекта, т.е. учет не общей численности его популяции, а числа "живых" и "неживых" микробных клеток.

Перечисленное, разумеется, не исчерпывает всех возможных направлений развития модели - для применения данного способа записи инфекционного процесса ограничений нет, в принципе.

Но дело не только в том, что данный подход позволяет на одном и том же языке описывать любые формы инфекции. Описание процесса через вероятности реализации альтернатив, на которые может быть разложено любое множество конкретных проявлений и взаимодействия в целом, и любого его этапа, независимо от уровня детализации, всегда дает описание целостного явления, а не отдельных фрагментов или простой их суммы.

Именно это делает зависимость (35), действительно, базовой моделью процесса. Соответственно, параметрами, необходимыми и достаточными для характеристики любого инфекционного биоза с позиций хозяина^[19], будут нормированные вероятности реализации тех событий в ходе инфекционного процесса, которые наблюдатель считает наиболее значимыми для судьбы зараженной особи хозяина. В зависимости от задач исследования "необходимым и достаточным" может оказаться и один только параметр p_R, и любой набор параметров процесса, использованных в настоящем исследовании, и любые их составляющие, которые могут потребоваться при последовательной детализации описания.

Однако для формулировки критериев практической значимости соответствующих инфекций в жизни человеческого социума любой совокупности этих параметров будет недостаточно, т.к. они не отражают межпопуляционные аспекты соответствующих инфекционных взаимодействий.

7.5. Инфекция как биоценотическое явление

Поскольку любая инфекция возникает и существует в каком-то биоценозе, ее описание не может быть полным без учета биоценотических аспектов соответствующего взаимодействия.

Исходя из определения инфекции, данного в разделе 7.1, инфекционным взаимодействием на биоценотическом уровне следует считать любое сосуществование в одном и том же биоценотическом биотопе популяций микроба и макроорганизма, при котором элементами обеих популяций образован хотя бы один инфекционный биоз.

Назовем это сосуществование эпибиотией (эпибиотическим процессом, эпибиотическим взаимодействием), по аналогии с "эпидемией" ("эпизоотией", "эпифитией") и "эпидемическим процессом".

7.5.1. Эпибиотия как объект ЗББ

Как любое явление, относящееся к ЗББ, эпибиотия - ее конкретный объект (конкретный объект конкретного биоценоза), и соответственно, для ее описания могут быть использованы все характеристики, о которых шла речь при анализе бытия объекта биоты вообще и объекта ЗББ, в частности, т.е. все параметры ее возникновения-исчезновения, ее "жизни-нежизни", ее жизнедеятельности.

Разумеется, "жизнь-нежизнь" эпибиотии, а тем более уровни и состояния здоровья эпибиотии и проявления жизнедеятельности эпибиотии - это еще более непривычно, чем соответствующие характеристики инфекционного биоза, как конкретного объекта. Но исчерпывающей эпибиотической характеристикой любого биоценоза может быть только совокупность значений нормированных вероятностей возникновения и исчезновения всех возможных в биоценозе эпибиотий, соотношение этих вероятностей, их динамика во времени, т.е. величины, связанные в том числе и с вероятностями событий, характеризующих эпибиотию именно как конкретный объект.

7.5.2.Эпибиотия как взаимодействие популяций

Современную эпибиотологию, представляемую в основном эпидемиологией (в значительно меньшей степени - эпизоотологией и находящейся в практически зачаточном состоянии эпифитологией), по вполне понятным причинам, прежде всего, интересует иной аспект эпибиотии - распространение инфекции в популяции хозяина, т.е., по сути, аспект межпопуляционного взаимодействия инфекта и хозяина.

К сожалению подход эпидемиологов (соответственно, эпизоотологов и эпифитологов) к своему предмету определяет традиционная интерпретация инфекции как взаимодействия с патогеном.

Поэтому эпидемия (эпибиотия в человеческой популяции) рассматривается только как динамика заболеваемости соответствующей нозологической формой и смертности от нее.

Современная инфектология располагает богатейшим фактическим материалом, характеризующим с этой стороны многие инфекции.

Однако этот фактический материал касается только тех инфекций, при которых явно выражена патологическая составляющая. И, следовательно, закономерности выведенные на его основе, не могут носить общего характера и неизбежно дают искаженное описание даже частного фрагмента картины, хотя бы потому что они основаны на параметре, взятом вне связи с остальными характеристиками инфекции (как на популяционном уровне, так и на уровне биоза), от которых этот фрагмент, собственно, и зависит.

Действительно, динамика инфицированности популяции макрооганизма, т.е. соотношения численности ее интактных и зараженных особей - это динамика показателей, прямо связанных с уже упоминавшимся выше параметром p_inf, т.е. нормированной по времени и пространству биотопа вероятностью образования элементарного инфекционного биоза. Но p_inf , в свою очередь, прямо зависит от численности обеих популяций. И, соответственно, неискаженное описание любой эпибиотии возможно лишь при учете численности интактных и связанных в инфекционных биозах особей как макроорганизма (h_int, h_ib), так и микроба (n_int, n_ib).

А поскольку заболеваемость и смертность в популяции макроорганизма оцениваются только по динамике h_ib и h_int, картина явления, полученная на их основе, в принципе, не может быть полной, даже в том случае, когда инфекционный биоз с момента своего возникновения течет только как болезнь хозяина в наиболее тяжелой ее форме, приводящей зараженную особь к гибели в считанные дни или даже часы после заражения.

Очевидно, что при неоднозначности исхода заражения описание эпибиотии только через показатели заболеваемости и смертности в популяции хозяина становится еще менее адекватным. Будучи не в состоянии адекватно отразить даже только патогенную компоненту эпибиотии, показатели заболеваемости и смертности в популяции хозяина будут столь же неадекватны и при описании саногенной компоненты, а для описания нормогенной компоненты эпибиотии эти показатели сами по себе будут просто непригодны.

Итак, поскольку специфика эпибиотии как межпопуляционного взаимодействия связана, прежде всего, с динамикой численности обеих взаимодействующих популяций, нужный нам параметр - это нормированная вероятность возникновения элементарного инфекционного биоза, p_inf, поскольку величины, составляющие эту вероятность, т.е. нормированные вероятности нахождения в единице пространства биотопа единичных особей соответствующих популяций, p_n, и p_h, как раз и являются отражением динамики их численности, как суммарной, так и численности субпопуляций, связанных в инфекционных биозах и интактных, т.е. отражением в том числе и динамики распространения инфекции в популяции хозяина^[20].

При этом численность интактных субпопуляций в любой момент эпибиотии, х_int:t, в общем случае есть итог:

1) репродукции интактных особей в биотопе,

2) метаморфоз иных объектов биотопа в интактные особи,

3) метаморфоз интактных особей в иные объекты биотопа,

4) эмиграции интактных особей из биотопа,

5) иммиграции интактных особей в биотоп,

6) связывания интактных особей в инфекционных биозах,

7) выхода особей из инфекционных биозов,

т.е. х_int:t может быть записана как

, (42)

где х_int:0 - число интактных особей в момент начала эпибиотии (начала наблюдения за ней);

х_int:1,2,3… - числа интактных особей, возникающих в биотопе или исчезающих из него в результате реализации соответствующих событий за t единиц времени.

И точно также численность субпопуляций, входящих в инфекционные биозы в любой момент эпибиотии, х_ib:t, есть итог:

1) репродукции соответствующих особей в инфекционных биозах,

2) метаморфоз соответствующих особей в инфекционных биозах в иные объекты,

3) метаморфоз иных объектов внутренней среды в соответствующие особи в инфекционных биозах,

4) эмиграции инфекционных биозов из биотопа,

5) иммиграции инфекционных биозов в биотоп,

6) связывания интактных особей в инфекционных биозах,

7) выхода интактных особей из инфекционных биозов.

И, соответственно,

, (43)

где х_ib:0 - число особей, связанных в инфекционных биозах, в момент начала эпибиотии (начала наблюдения за ней);

х_ib:1,2,3… - числа особей, связанных в инфекционных биозах, возникающих в биотопе или исчезающих из него в результате реализации соответствующих событий за t единиц времени.

Очевидно, что х_int:6 = х_ib:6 , а х_int:7 = х_ib:7.

Зависимости (42) и (43) - это запись всех возможных составляющих динамики численности популяций микроба и макрорганизма (n и h). При чем здесь учтена только общая численность без дифференциации на "живые" и "неживые" организмы. При необходимости такой дифференциации в зависимостях (42) и (43) должны быть учтены события репродукции, метаморфозов, эмиграции, иммиграции, связывания в инфекционные биозы и выхода из них как "живых", так и "неживых" особей, а также события гибели и оживления соответствующих особей.

Разумеется, попытка описания конкретной эпибиотии с учетом всех этих событий столкнется с практически непреодолимыми трудностями. Но в реальности значимость отдельных составляющих далеко не одинакова, и многими из них в описании можно пренебречь без ущерба для адекватности получаемой картины процесса.

Выбор перечня событий, значимых для адекватного описания, в любом случае может быть сделан при сопоставлении реальной динамики процесса с вариантами теоретической (расчетной) динамики, которые могут быть получены при поэтапном усложнении описания простейшей эпибиотии.

Последней можно считать инфекционное взаимодействие популяций микроба и макроорганизма при следующих условиях:

- в биотопе с фиксированными границами обитают популяции потенциального инфекта и потенциального хозяина (N и H) с общей численностью n и h, соответственно;

- особи обеих популяций перемещаются по биотопу соответственно условиям простейшего случая взаимодействия объектов (см. Этюд 3);

- на момент t = 0 в биотопе нет ни одного инфекционного биоза;

- вероятности метаморфоз, эмиграции, иммиграции, гибели, оживления и репродукции интактных и связанных в инфекционных биозах особей обеих популяций незначимо отличаются от 0;

- особи микроба и хозяина, уже вошедшие в инфекционные биозы, выбывают из последующего межпопуляционного взаимодействия;

- все остальные условия соответствуют биномиальным испытаниям.

При таких условиях событием, определяющим численность инфицированной популяции хозяина, станет только встреча интактных особей хозяина и макроорганизма (возникновение инфекционных биозов), а соответствующая зависимость будет записана как

, (44)

где , а , где .

Общий характер получаемых при этом кривых зависимости доли инфицированных особей хозяина () и от t представлен на рис. 3.

Рис. 3. Динамика доли инфицированных особей хозяина () и во времени в простейшем варианте эпибиотии.

Конкретные параметры кривой, очевидно, будут определяться значениями n₀ и h₀, размерами биотопа и скоростями перемещения по нему особей обеих популяций.

При этом значения будут асимптотически стремиться к некоторому пределу, который определяется соотношением n₀ и h₀ (при n_0³ h₀ этим пределом, очевидно, будет 1, а при n_0< h₀ - значение n₀/h₀). Значения же в любом случае будут асимптотически стремиться к 0.

Усложнение описания, т.е. включение в условия взаимодействия все новых и новых событий, возможных на уровне биозов и популяций, может любым образом изменить характер этих кривых.

Следовательно, располагая достаточной информацией и, соответственно, развернутой гипотезой о характере конкретного инфекционного взаимодействия, на основе зависимости (44) можно построить модель процесса, адекватную реальности. А при отсутствии такой информации сама процедура последовательного усложнения описания простейшего взаимодействия с проверкой его адекватности реальному процессу станет не чем иным, как получением недостающей информации об инфекции и построение соответствующей гипотезы о ее характере.

Основной сложностью практической реализации такого подхода к эпибиотическому анализу конкретных инфекционных взаимодействий будет необходимость учета динамики численности микробных популяций в соответствующих биотопах.

В этом несложно убедиться, обратившись хотя бы к перечням событий, которые определяют в общем случае динамику n_int и n_ib - см. зависимости (42) и (43). Разумеется, в реальных эпибиотиях перечни событий, действительно значимых для численности микробных популяций, могут быть существенно меньше. Но, даже если свести эти перечни только к событиям метаморфоз (или гибели) и репродукции интактных и связанных в инфекционные биозы микробных клеток, учет численности обеих субпопуляций будет вовсе не простым делом.

И тем не менее такой учет необходим, поскольку в противном случае эпибиотические характеристики всех инфекций так и останутся не связанными с одним из основных моментов, определяющих характер соответствующих эпибиотий.

Следовательно, организация соответствующего мониторинга рано или поздно станет одной из самых актуальных проблем практической инфектологии.

7.6. Инфекция в многовидовом биоценозе

Двухвидовой биоценоз, который, по сути, анализировался до сих пор - это конструкция, вполне осуществимая в условиях строго контролируемого эксперимента, но маловероятная в реальных условиях ЗББ.

Любые естественные биоценозы ЗББ значительно более сложны, и поэтому "парные" инфекционные биозы, в которых особь хозяина взаимодействует с инфектом только одного вида, - это, скорее, исключение из правила.

Реальные инфекционные биозы - это куда более сложные образования.

Возьмем, к примеру, "трехвидовой" биоценоз - один вид макроорганизмов (M) и два вида микроорганизмов (N₁ и N₂).

В его биотопе, очевидно, можно будет встретить интактные особи всех трех видов, аутобиозы всех трех видов, гетеробиозы микроорганизмов и инфекционные биозы любых порядков.

Среди последних могут биозы, в которые входит одна особь макроорганизма:

- "парные" инфекционные биозы - N₁:M; N₂:M ;

- "тройные" инфекционные биозы, возникающие либо при одномоментном инфицировании особи макроорганизма отдельными клетками обоих микробных видов, либо при ее инфицировании микробным гетеробиозом, либо при инфицировании одним из микробов уже существующего инфекционного биоза с другим микробом - N₁:M:N₂, M:(N₁:N₂), N₁:(M:N₂), (N₁:M):N₂.

Кроме них, возможно также образование инфекционных биозов более высоких порядков, например, биозов интактных особей любого вида с любыми уже существующими "парными" или "тройными" биозами, биозы любых аутобиозов с любыми из названных инфекционных биозов и т.д. При чем в общем случае обязательна дифференциация любых инфекционных биозов, в которых один и тот же набор бионтов возникает разными способами, т.е. в общем случае необходимо дифференцировать и все 4 варианта "тройных" биозов, и все аналогичные биозы более высоких порядков, число которых, в принципе, не ограничено ничем.

Но если даже "трехвидовой" биоценоз может дать такое разнообразие вариантов инфекционных взаимодействий, то что говорить о реальных биоценозах, которые могут включать десятки и сотни видов? Можно ли, вообще, в таких условиях корректно, полно и с пользой для практики описывать конкретные инфекционные процессы.

Ответ - в тождественности принципов описания процессов любой сложности через вероятности реализации событий, на которые могут быть разложены эти процессы.

И простейшие инфекционные взаимодействия, и существование инфекционных биозов любой сложности и с любым механизмом возникновения (равно как и соответствующие им эпибиотии) слагаются, в принципе, из одних и тех же событий. Следовательно, их описания будут основаны на одних и тех же базовых моделях, параметры которых и их зависимости от условий взаимодействия могут служить критериями сравнительной оценки любых инфекционных биозов и любых эпибиотий, независимо от их сложности.

7.7. Что может дать практической медицине предлагаемая интерпретация инфекции?

В наше время значимость, ценность любой теории определяется не ее логической корректностью, не ее адекватностью соответствующему явлению - все это представляет на сегодняшний день в основном чисто академический интерес.

Сегодня любая теория интересна лишь возможностями ее непосредственного практического использования.

И если именно в этом плане сравнивать традиционное Учение об инфекции с предлагаемыми основами теоретической инфектологии, то несложно увидеть, что нетрадиционный подход позволяет решать задачи, которые принципиально не под силу Учению об инфекции.

Традиционный подход, т.е. интерпретация инфекции только как патологического явления исключает из поля зрения практической инфектологии основную часть взаимодействий "микроб-макроорганизм", поскольку описание инфекции в терминах взаимодействия с патогеном, в принципе, не годятся для описания "нормальных" и "саногенных" взаимодействий.

Следовательно, на базе Учения об инфекции невозможно выработать критерии оценки значимости для человека (и как конкретной особи конкретного биологического вида, и как самого этого вида, и как конкретного члена конкретного сообщества, и как самого этого сообщества) любого микроба, который входит в состав ЗББ и, соответственно, может вступать в инфекционное взаимодействие с человеком.

Кроме того, деление микробов на безусловно патогенные и безусловно непатогенные, как одно из оснований Учения об инфекции, явно не соответствует реальности, поскольку нет ни одного "патогенного" микроба, который в каких-то условиях не может реализовать свою "патогенность", и, соответственно, нет ни одного "непатогенного" микроба, который в определенных условиях не стал бы причиной болезни человека. Иначе говоря, "патогенность" и "непатогенность" - это чисто условные характеристики^[21].

Но беда Учения об инфекции - вовсе не в условности его базовых категорий; в конце концов, условны вообще все классификационные схемы любых объектов.

Беда в том, что принцип классификации микробных видов, на котором основано Учение об инфекции, т.е. деление микробов на патогенные и непатогенные виды игнорирует возможность реализации любого инфекционного взаимодействия в форме одной из трех альтернатив - болезни, нормы и санации. И по этой причине указанный принцип не только не может дать конкретных количественных критериев дифференциации "патогенности" и "непатогенности", применимых для сопоставления любых видов микробов, он не может дать критериев для сопоставления между собой даже "очевидно патогенных" видов, т.е. не позволяет количественно оценивать неизбежные различия микробных видов, которые определяют различия в патологических альтернативах течения соответствующих нозологических форм инфекции.

Действительно, современная практическая инфектология использует массу показателей "патогенности", "вирулентности", "инвазивности", "агрессивности", "токсигенности" и т.п., каждый из которых является итогом углубленного изучения механизмов взаимодействия конкретного микробного вида с конкретным видом хозяина. Иначе говоря, каждый из них основан на каких-то специфических особенностях конкретных нозологических форм инфекции, и поэтому он позволяет дифференцировать разные популяции соответствующего микробного вида по его отношению к данному виду хозяина (или разные популяции данного вида хозяина по их отношению к данному виду микроба). Но именно по этой же причине все они мало или вовсе не пригодны для соответствующих оценок других микробных видов и других видов хозяина, т.е. ни один из них не может служить универсальным критерием оценки не только разной патогенности разных видов микробов для одного и того же вида хозяина или разной восприимчивости разных видов хозяев к одному и тому же виду микроба, но даже самого факта наличия или отсутствия этих характеристик у взаимодействующих сторон.

Т.е. мы имеем здесь абсолютно то же самое, что и с традиционным подходом к дифференциации живого и неживого - различия вроде бы очевидны, но дать им корректное общее определение никак не удается^[22].

В то же время положения и закономерности, сформулированные как частные случаи предельно общих, позволяют при любом уровне детализации описания процесса иметь его целостную картину, любой фрагмент которой всегда будет органически связан с остальными и потому всегда будет отражением процесса в целом, а параметры, используемые при описании этого фрагмента, будут одновременно критериями для соответствующих сравнительных оценок любых инфекционных взаимодействий, т.е. любых микробных видов и любых видов хозяев.

При этом, как уже говорилось, в зависимости от задачи исследования, т.е. от требуемого уровня детализации описания, процесс в целом может быть исчерпывающе охарактеризован и одним единственным параметром (например, нормированной по времени вероятностью реакции хозяина на единичную клетку инфекта), и любыми производными от этого параметра величинами, и тем множеством параметров, которые уже использованы в настоящем исследовании, и любым иным более мощным множеством параметров, которое может потребоваться при соответствующей детализации описания.

Но в любом случае и единственный параметр, и любое их множество в равной мере будут пригодны для сравнения любых нозологических форм инфекции и, соответственно, любых микробных видов.

Весь вопрос только в том, как скоро практическая инфектология почувствует необходимость в сравнениях подобного рода.

7.8. Об "инфекции и иммунитете"

Жизнь как материальная сторона целенаправленной самосохраняющей деятельности любого проявления Бытия - это соответствующие его взаимодействия с любыми иными проявлениями Бытия, т.е. соответствующие взаимодействия любых его подсистем как с объектами внешней среды, так и друг с другом.

Все исходы каждого из таких взаимодействий могут быть поделены наблюдателем на две альтернативы - "жизнь" и "нежизнь" наблюдаемого объекта, реализуемые в каждом взаимодействии с некоторыми вероятностями.

Очевидно, что все взаимодействия такого рода, при которых состояние "жизни" есть наиболее вероятный исход, при чем вероятность его реализации относительно постоянна, можно считать механизмами обеспечения жизнедеятельности соответствующего объекта^[23].

Среди них, в свою очередь, можно выделить множество взаимодействий, реализуемых только в рамках внутренней среды объекта и, соответственно, обеспечивающих ее относительное постоянство. Их можно именовать механизмами гомеореза внутренней среды объекта^[24].

Соотношения общего и частного в любых проявлениях Бытия позволяют говорить как об уникальности механизмов гомеореза внутренней среды у каждого отдельного объекта, так и о возможности выделения механизмов, общих для любой группы объектов.

Сказанное, очевидно, относится и ко всем организмам ЗББ, что означает принципиальную возможность выделения механизмов гомеореза внутренней среды "белковых" организмов самой разной степени общности - от свойственных только конкретной особи до общих для всей их совокупности.

Поскольку общей материальной основой всех организмов ЗББ являются макромолекулы протеидов, механизм сохранения их типоспецифичности должен, по-видимому, рассматриваться как общий, базовый механизм гомеореза внутренней среды всех указанных организмов, каждый из которых и, соответственно, каждая группа которых, несомненно, имеют свои специфические особенности этого механизма^[25]. И, по логике вещей, исследования по этой проблематике должны были бы начинаться с изучения "базового" механизма.

Однако именно он и не попал в поле зрения исследователей.

По вполне понятным причинам проблема групповой и индивидуальной типоспецифичности и механизмы ее гомеореза интересовали и интересуют исследователей только с чисто медицинской и, естественно, с традиционно-медицинской точки зрения. И, соответственно, предметом исследования в первую очередь стали механизмы гомеореза внутренней среды именно человеческого организма, а также организмов, филогенетически наиболее близких человеку, т.е. других млекопитающих.

Остальные объекты ЗББ, если и обращали на себя внимание исследователей в этом плане, то лишь для иллюстрации концепции развития, усложнения (безусловного!) этих механизмов в ходе эволюции - от их "простейших зачатков" у низших организмов до полностью сформированных специализированных систем органов и тканей у высших животных. И поскольку речь могла идти только о живых организмах и только в традиционном понимании живого, "базовый" механизм гомеореза, в принципе, не мог попасть в поле зрения исследователей. К тому же исследовательский инструментарий до недавнего времени вряд ли позволил бы заниматься такими исследованиями.

Внесла свой вклад и традиционная методология медицины - механизмы гомеореза типоспецифичности внутренней среды организма были отождествлены с механизмами защиты организма от патогенного действия объектов иной типоспецифичности.

В итоге, проблема сохранения типоспецифичности внутренней среды человеческого организма как частного случая гомеореза внутренней среды объектов ЗББ трансформировалась в проблему защиты человеческого организма от патогенного действия объектов иной типоспецифичности.

Т.е. общая картина явления опять-таки была подменена ее изолированным фрагментом, который, в принципе, не может быть описан адекватно именно по причине своей изолированности.

Действительно, сформулированную таким образом проблему пытается решить современная иммунология - наука о строении и функционировании конкретной подсистемы организма - иммунной системы (системы иммунитета), т.е. системы конкретных органов и тканей, которая, как принято считать, специализируется на предупреждении или нейтрализации патогенного действия объектов макромолекулярного или клеточного уровня иной типоспецифичности (чужеродных объектов), попавших во внутреннюю среду организма или возникших в ней.

При этом эффект "предупреждения или нейтрализации", т.е. иммунитет (невосприимчивость) к действию таких патогенов трактуется как снижение (до полного отсутствия) патологической реакции иммунного организма, т.е. организма, обладающего врожденной или приобретенной невосприимчивостью к "чужеродному" объекту.

Сам по себе факт наличия иммунитета и его выраженность ("напряженность") связывается с наличием и состоянием двух "очевидных" механизмов защиты - фагоцитоза (клеточная составляющая иммунитета) и антителообразования (гуморальная составляющая иммунитета). Соответственно, максимальное понижение или полное отсутствие патогенного действия "чужеродного" объекта объясняется только адекватным функционированием указанных механизмов, их полной "исправностью", а любое несоответствие реальной напряженности иммунитета ожидаемому защитному действию - только нарушениями в их работе, "поломками" этих механизмов.

Иначе говоря, проблема защиты от патогенного действия "чужой" типоспецифичности была и остается для иммунологии только проблемой состояния системы иммунитета.

Разумеется, та совокупность органов и тканей, которая выделена как система иммунитета, играет определяющую роль в реализации конкретных взаимодействий конкретных особей всех видов теплокровных животных с объектами ЗББ иной типоспецифичности. Но она, тем не менее, в любом случае остается лишь частью соответствующего организма. А поскольку гомеорез внутренней среды любого "неэлементарного" организма ЗББ начинается на уровне его "элементов", он (гомеорез), в принципе, не может быть функцией только одной из частей этого организма.

Гомеорез типоспецифичности внутренней среды любого организма ЗББ - это функция всех его элементов и систем, а проблема иммунитета к "чужеродным патогенам" - это всего лишь некорректно сформулированная проблема соотношения нормо-, сано- и патогенной составляющих в исходах соответствующих взаимодействий.

Сохранение нормального состояния, равно как переход в состояние санации или болезни - это возможные исходы любого взаимодействия любого организма ЗББ с находящимся в его внутренней среде "чужеродным" объектом. Вероятности реализации любого из этих исходов в любом случае лежат в интервале между 0 и 1, и, следовательно, любое состояние как теплокровного организма в целом, так и его системы иммунитета может быть, в принципе, связано и с нормой, и с санацией, и с болезнью.

Поэтому отсутствие патологической реакции организма на "чужеродность" попавшего в его внутреннюю среду объекта - это вовсе не обязательно эффект "работы" системы иммунитета. И точно также, явно выраженная патология в результате контакта с "чужеродным" объектом - это вовсе не обязательно следствие "отказа в работе" данной системы.

Иначе говоря, реально наблюдаемые отношения вовсе не обязаны укладываться, и, естественно, не укладываются в ту схему причинно-следственных отношений между состоянием иммунной системы и наличием и напряженностью иммунитета, которая прямо вытекает из традиционной интерпретации последнего только как способности эффективно подавлять патогенное действие "чужеродных" объектов.

Поэтому и теории, и практике иммунологии вовсе не повредит пересмотр ее методологии и переход в описании и интерпретации наблюдаемых явлений на язык вероятностных причинно-следственных отношений.

Иммунология должна стать разделом науки о закономерностях сохранения исходной типоспецифичности всех объектов ЗББ, а иммунитет и, соответственно, система иммунитета - перейти в категорию частного случая способности любого организма ЗББ сохранять свою типоспецифичность и, соответственно, объектной стороны жизнедеятельности организма, обеспечивающей эту способность. При этом "предупреждение и нейтрализация патогенного действия чужой типоспецифичности" станут всего лишь фрагментом жизнедеятельности, обеспечивающей такую способность^[26].

Схемы отношений, которые придут при этом на смену привычным утверждениям типа "состояние системы иммунитета определяет наличие и напряженность иммунитета", будут одновременно и проще, и сложнее.

Проще - потому что для их записи не нужно будет искать несуществующие различия в механизмах функционирования иммунной системы "в норме" и "в патологии". В любом случае это будут одни и те же механизмы жизнедеятельности и системы иммунитета, и организма в целом.

Сложнее - потому что замена отдельных схем "нормальных" и "патологических" причинно-следственных отношений единой схемой вероятностной связи причин и следствий потребует куда большей строгости в определениях и событий-причин, и событий-следствий, а также обязательного учета всех альтернатив и тех, и других.

Пересмотр постулатов иммунологии особенно важен для инфектологии, поскольку любой инфекционный процесс - это всегда попадание во внутреннюю среду хозяина микробных клеток или их частей, т.е. "чужеродных" объектов клеточного или макромолекулярного уровня, а во всех инфекциях теплокровных животных непременно задействована система иммунитета. Более того, именно с функционированием системы иммунитета, наиболее вероятно, связаны все изменения в характеристиках микроба и хозяина в ходе их взаимодействия. Не случайно же сама иммунология возникла при исследованиях именно инфекционной патологии, а сочетание "инфекция и иммунитет" стало буквально трафаретным.

Действительно, у инфектологов есть все основания связывать динамику большинства инфекционных процессов именно с функционированием иммунной системы.

Однако, поскольку сами инфекционные взаимодействия интерпретируются как взаимодействия с патогенами ("условными" или "безусловными"), функционирование системы иммунитета принято связывать только с "защитой" организма от патогенного действия возбудителя (адекватное функционирование - высокий эффект защиты, нарушения функционирования - низкий защитный и даже противоположный эффект). В итоге, вся картина жизнедеятельности обоих бионтов, обеспечивающая их самосохранение и, в том числе, сохранение их типоспецифичности, опять-таки сводится к изолированному от прочих фрагменту, что неизбежно дает неадекватное представление и о нем, и обо всей картине.

Как уже говорилось, категория "иммунитет к возбудителю" обычно связывается с наличием или отсутствием реакции хозяина на обитающий в (на) нем микроб, т.е. с конкретным исходом инфекции.

Однако любой исход любой инфекции для хозяина - это какое-то одно из "элементарных" состояний его организма, которому соответствует одно из альтернативных сочетаний параметров инфекции.

Так, если ограничиться тем минимальным числом параметров инфекционного взаимодействия, которое характеризует один из самых общих и простых случаев - p_R, p_n и p_rep, а их динамику во времени ограничить тремя альтернативами - постоянством, ростом и уменьшением, то мы получим 27 "элементарных" состояний организма. Запись инфекции как двухстадийного процесса (с учетом "адаптации" микробов к хозяину) в общем случае потребует учета уже 7 параметров, что даст, соответственно, 1917 (!) "элементарных" состояний.

Иначе говоря, любое известное инфектологии состояние иммунной (или иммунологической) перестройки организма хозяина на деле может быть множеством отнюдь нетождественных состояний, которые требуют куда более детальной классификации и куда более детального анализа, о каких именно изменениях и каких именно характеристик хозяина (и, соответственно, инфекта) нужно говорить при тех или иных проявлениях их взаимодействия.

И последнее. Столь привычная терминологическая пара "инфекция и иммунитет", строго говоря, не имеет права на существование, т.к. оба понятия имеют слишком разную степень общности. Инфекция - это явление, общее для всей ЗББ, в том числе и для тех организмов, которые не имеют иммунной системы в традиционном понимании, а иммунитет - это частный исход инфекционных процессов только у теплокровных животных, связанный с деятельностью именно указанной системы.

Примечания

^[1] Что же до борьбы с инфекциями, то нелишне вспомнить, что "борьба" человека с Природой - это его борьба с самим собой. Не случайно все попытки победить Природные явления оканчивались и оканчиваются поражением человека. Поэтому очевидное снижение смертности от инфекционной патологии в XIX-XX веках - это вовсе не результат победы над инфекциями. Это всего лишь следствие банального повышения санитарной культуры населения. К тому же ликвидация в биосфере какого-то микроорганизма не уменьшает ни числа потенциальных возбудителей инфекционных заболеваний, ни их потенциальную опасность, т.к. место ликвидированного немедленно занимает другой микроорганизм, ранее либо практически безопасный, либо просто неизвестный.

^[2] Сейчас к эти двум добавлена третья, промежуточная форма - условно патогенные микроорганизмы, которые "определяются" как обычно непатогенные, но способные в определенных условиях вызывать поражение макроорганизма.

^[3] Справедливости ради нужно сказать, что необходимость учета не только "патогенного" действия микроорганизмов традиционной инфектологией не отрицается. Не случайно же в обиход микробиологов и инфекционистов прочно вошло понятие "нормальная микрофлора", присутствие которой полезно организму-хозяину. Однако, исходная аксиоматика не позволяет выйти за рамки "патогенности-непатогенности" даже в этом очевидном случае.

^[4] В последующем изложении будут использоваться все эти термины, хотя, строго говоря, названия "микроб" ("микроорганизм") и "макроорганизм" не вполне корректны, т.к. для человека, нпр., микроскопическими организмами, т.е. "микробами" могут быть не только одноклеточные, но и ряд многоклеточных организмов.

^[5] Можно также определять инфекцию как гетеробиоз организмов ЗББ, в котором биотопом популяции одного бионта - одноклеточного организма служит внутренняя среда другого бионта - многоклеточного организма

^[6] Вне всякого сомнения, отношения, аналогичные этим, вовсе не являются специфической особенностью ЗББ, т.е. они могут быть присущи и иным биотам. Однако здесь разбираются только те явления, которые мы наблюдаем именно в ЗББ.

^[7] Например, взаимодействия с популяциями вирусов, при которых вирусный геном интегрируется в геном клетки макроорганизма, уже не будут отнесены к категории инфекционных. В этом случае к инфекционным, скорей, можно будет отнести взаимодействие многоклеточного хозяина с собственными клетками, которые включили в себя вирусный геном, т.е. приобрели иную типоспецифичность и стали т.о. инфектом. Точно также не попадут в категорию инфекционных любые взаимодействия типа "бактериофаг-бактерия", любые взаимодействия типа "паразитарных", в которых "паразитом" является многоклеточный организм.

^[8] Возникновение нового инфекционного биоза за счет метаморфозы любого иного объекта ЗББ - это, прежде всего, генетические метаморфозы бионтов в уже существующих инфекционных биозах, т.е. изменения геномов инфекта и (или) хозяина. Но к возникновению инфекционного биоза может привести также генетическая метаморфоза части клеток многоклеточного организма, т.е. превращение генотипического аутобиоза в генотипический гетеробиоз.

^[9] "Неживой" инфекционный биоз - это наличие "живого" или "неживого" инфекта на (в) "неживом" хозяине или наличие на (в) "живом" хозяине "неживого" инфекта.

^[10] Строго говоря, категории микробная популяция и популяция инфекта не тождественны. Последняя - лишь часть микробной популяции соответствующего биоценоза, размещенная в (на) инфицированных особях хозяина. Это особенно важно в анализе межпопуляционных взаимодействий, в которых микробную популяцию (n) придется делить на два подмножества - уже названную популяцию инфекта (ni) и популяцию потенциального инфекта - подмножество свободноживущих микробных клеток (nf). В анализе же инфекционного симбиоза, как объекта ЗББ, этой нетождественностью можно пренебречь и использовать обе категории как синонимы.

^[11] В традиционной инфектологии хорошо известен параметр, внешне тождественный t50. Однако, он трактуется только как характеристика "болезнетворного" действия микроба, т.е. либо как средняя продолжительность инкубационного периода, либо как средняя продолжительность жизни после заражения дозой возбудителя, дающей 100 % или близкий к 100 % эффект. выраженная средней продожительностью жизни зараженного макроогранизма.

^[12] Разумеется, здесь можно было бы использовать другие, не столь необычно звучащие названия, но изменение названий не изменит сути явления …

^[13] Ее можно рассматривать также как нормированную по времени вероятность реализации (соответственно, нереализации) события R в "элементарном" инфекционном биозе.

^[14] Нужно сказать, что эти величины пришли на смену такой медицинской экзотике как минимальные эффективные дозы (нпр. Dlm - минимальная доза, вызывающая гибель хозяина) или 100 %-ные эффективные дозы (нпр. Dcl - минимальная доза, вызывающая гибель 100 % хозяев); знакомство с элементарной статистикой убедило экспериментаторов в крайней неопределенности характеристик типа Dlm и Dcl, теоретически вообще не правомочных.

^[15] Использование любых величин типа ED50 и t50 для сравнительной оценки эффективности различных вакцин (нпр., ID50 или "пятидесятипроцентная иммунизирующая доза") только подчеркивает эту направленность.

^[16] Этот процесс нередко именуют также "выживанием", "приживлением" и т.п.

^[17] Именно большинство, а не все, поскольку для PR:n,t = 1 расчет параметров потеряет смысл.

^[18] Разумеется, pN и prep - самостоятельные параметры существования микробной популяции, и возможны ситуации, когда будет необходимо их раздельное определение. Но пока можно вполне обходиться их соотношением.

^[19] Кроме того, инфекционный процесс может быть записан и через реакцию на биоз другого партнера - микроба. Аспект анализа, конечно, необычен, однако когда-нибудь может потребоваться и он, тем более что такой подход для своей реализации не потребует каких-то принципиально новых идей и методических решений.

^[20] pinf, как уже говорилось, есть произведение вероятностей двух событий - нахождения в единичном участке пространства биотопа в единицу времени одного макроорганизма и одной микробной клетки - ph и pn. При исчислении этих вероятностей в общем случае необходимо допускать любые соотношения размеров единиц пространства биотопа, особей хозяина и микроба, вводя эти соотношения в расчет, а также учитывать скорости перемещения особей по биотопу.
Например, если использовать соотношения объемов единицы пространства биотопа, особи макроорганизма и микробной клетки, v, vh и vn, соответственно, а скорость перемещения особей по биотопу выражать в единицах пространства биотопа, проходимых особью в единицу времени, fh и fn , соответственно, то



^[21] Соответственно, выделение среди микроорганизмов еще одной категории - "условно патогенных" - действие, вообще выходящее за пределы логики.

^[22] И это неудивительно. Одна и та же методология - один и тот же результат.

^[23] Механизмами, обеспечивающими нормальное состояние здоровья объекта на наиболее вероятном для конкретных условий уровне здоровья.

^[24] Именно "гомеореза" ("постоянства потока") а не "гомеостаза", как они иногда именуются, поскольку "гомеостаз" как явление, невозможен , в принципе, учитывая постоянство изменений любого объекта.

^[25] Эти особенности могут трактоваться как большая или меньшая сложность механизмов гомеореза у разных объектов ЗББ, но только в том случае, когда сложность самих объектов ранжируется относительно макромолекул протеидов, взятых как "элементарные" объекты. Т.е. "сложность" механизмов гомеореза - понятие условное; оно отражает в первую очередь возможности наблюдателя дифференцировать индивидуальную специфичность объектов, отнесенных к разным рангам по "сложности".

^[26] Одним из следствий такого пересмотра явится либо необходимость существенного расширения содержания понятия "иммунитет", чтобы включить в него все, связанное с сохранением типоспецифичности любого организма ЗББ, либо необходимость давать специальные названия тем сторонам этого явления, которые не войдут в понятие "иммунитет" при сохранении его нынешнего содержания.