Patogeny w organizmie człowieka – czym są i co je niszczy?

Patogen – co to jest?

Patogeny to mikroorganizmy lub inne czynniki, które mogą wywoływać choroby u ludzi, zwierząt lub roślin. W kontekście zdrowia człowieka termin ten odnosi się głównie do bakterii, wirusów, grzybów oraz pasożytów, które mają zdolność zakażania i zakłócania funkcji fizjologicznych, jednak patogenami nazywamy również białka w organizmach, które w pewnych warunkach przybierają nieprawidłową strukturę, albo toksyny, substancje żrące czy czynniki fizyczne, takie jak światło lasera czy promieniowanie jonizujące. Patogeny mogą prowadzić do rozwoju wielu schorzeń – od łagodnych infekcji po poważne, zagrażające życiu choroby.  

Patogeny w organizmie człowieka

Patogeny zagrażające zdrowiu człowieka można podzielić na kilka głównych grup w zależności od budowy i mechanizmów działania.

Bakterie patogenne

To mikroorganizmy o różnorodnych kształtach i rozmiarach. Przykłady bakterii patogennych to:

• Mycobacterium tuberculosis wywołująca gruźlicę, 
• Borrelia burgdorferi wywołująca boreliozę, 
• Neisseria gonorrhoea wywołująca rzeżączkę 
• Treponema pallidum powodująca kiłę. 

Szczególnym rodzajem patogenów są bakterie występujące naturalnie w organizmie człowieka i wywołujące choroby tylko w określonych warunkach, np. Helicobacter pylori powodująca wrzody żołądka czy Streptococcus pyogenes wywołująca anginę ropną.

>> Gronkowiec w nosie, na twarzy, na skórze – objawy zakażenia, czy można je wyleczyć?

Wirusy

Niewielkie cząsteczki zakaźne, które nie są zdolne do samodzielnego funkcjonowania ani replikacji poza organizmami gospodarza. Zbudowane są z materiału genetycznego (DNA lub RNA), który jest otoczony płaszczem białkowym, a niekiedy dodatkowo otoczką lipidową. Ponieważ wirusy nie mają własnych struktur komórkowych ani mechanizmów metabolicznych, nie są w stanie same się rozmnażać ani wytwarzać energii w przeciwieństwie do bakterii i innych mikroorganizmów. Infekcje wirusowe polegają na wniknięciu wirusa do komórek gospodarza, a następnie przeprogramowaniu zachodzących w nich procesów w taki sposób, aby patogen mógł się replikować. Po wniknięciu do komórki wirus wykorzystuje jej struktury do produkcji nowych wirionów, które mogą infekować kolejne komórki. W zależności od rodzaju wirus może gwałtownie namnażać się w komórce do jej śmierci lub łączyć swój materiał genetyczny z genomem komórki, pozostając w stanie uśpienia przez pewien czas, zanim zostanie aktywowany i rozpocznie namnażanie. Przykładami wirusowych patogenów są wirusy grypy, wirus SARS-CoV-2 odpowiedzialny za pandemię COVID-19 czy wirus HIV powodujący AIDS.

>> Wirus HMPV – objawy, leczenie, grupy ryzyka. Co to jest ludzki metapneumowirus?

Grzyby

Organizmy mogące występować w formie jednokomórkowej (jak np. drożdże) lub wielokomórkowej, tworząc złożone struktury. Większość grzybów w organizmie człowieka to grzyby mikroskopijne, stanowiące część naturalnej mikrobioty układu pokarmowego oraz skóry, jednak pewne gatunki mogą powodować infekcje, szczególnie u osób z osłabionym układem odpornościowym. Grzyby mogą infekować różne części ciała: skórę, błony śluzowe, płuca, a nawet układ krwionośny i wywoływać zarówno powierzchowne zakażenia, jak i głębokie, zagrażające życiu. Przykłady grzybów chorobotwórczych to Candida albicans wywołujący kandydozę pochwy, Cryptococcus neoformans mogący powodować kryptokokowe zapalenie opon mózgowych (np. u osób zakażonych wirusem HIV) czy Aspergillus fumigatus wywołujący inwazyjną aspergilozę, szczególnie u pacjentów z chorobami płuc.

>> Alternaria to mikroskopijne grzyby wywołujące alergię. Jak rozpoznać objawy?

Pasożyty

Organizmy, które żyją kosztem organizmu gospodarza, czerpiąc z niego składniki odżywcze i zazwyczaj prowadząc do infekcji i chorób. Pasożyty mogą być bardzo zróżnicowane pod względem biologicznym i dzielą się na pasożyty wewnętrzne, np. np. tasiemiec uzbrojony i nieuzbrojony, glista ludzka, włosogłówka ludzka, przywra wątrobowa, owsiki, i pasożyty zewnętrzne, np. wesz ludzka, świerzbowiec ludzki. Pasożyty mogą dostać się do organizmu człowieka na różne sposoby, najczęściej poprzez skażoną wodę, żywność, ziemię, ukąszenia owadów, kontakt zdrowej osoby z zakażoną pasożytami.

>> Badanie kału na pasożyty — na czym polega i kiedy je wykonać?

Patogeny alarmowe

Patogeny alarmowe to te bakterie, wirusy, grzyby oraz pasożyty, które stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego z powodu swojej zdolności do szybkiego rozprzestrzeniania się, wywoływania ciężkich chorób, oporności na leczenie lub możliwości wywoływania epidemii. Mogą to być zarówno patogeny już dobrze poznane, jak i nowo odkryte lub zmutowane. Przykładem patogenu alarmowego był kilka lat temu wirus SARS-CoV-2, wywołujący COVID-19, który mutował w różne warianty (np. delta, omikron) o różnych stopniach zaraźliwości i odporności na szczepienia. Inne patogeny alarmowe to np. wielooporne bakterie (np. MRSA, VRE), odporne na większość antybiotyków, przez co leczenie wywoływanych przez nie infekcji z roku na rok jest coraz trudniejsze.  

Patogeny oportunistyczne

Patogeny oportunistyczne to mikroorganizmy, które zazwyczaj nie wywołują chorób u zdrowych osób z prawidłowo funkcjonującym układem odpornościowym, ale mogą stać się patogenne w określonych warunkach, zwłaszcza gdy odporność gospodarza ulega osłabieniu. W takich przypadkach mikroorganizmy wykorzystują osłabioną zdolność organizmu do obrony i mogą wywołać poważne, a czasem zagrażające życiu infekcje. Najbardziej znane z patogenów oportunistycznych to:

• Candida albicans – drożdżak, który jest naturalnym składnikiem mikrobioty skóry, jamy ustnej i przewodu pokarmowego, ale u osób z osłabioną odpornością może wywoływać infekcje takie jak kandydoza;
• Streptococcus pyogenes, bakteria znana również jako paciorkowiec beta-hemolizujący grupy A – główny patogen wywołujący anginę ropną, ale u osób odpornych bakteria ta może być obecna w organizmie bezobjawowo;
• wirusy HSV1 i HSV2 (wirusy opryszczki) – po pierwotnym zakażeniu przechodzą w stan utajenia w komórkach nerwowych i mogą być reaktywowane w wyniku różnych czynników osłabiających układ odpornościowy (np. stres, zimno, choroba).

>> Opryszczka na ustach, czyli opryszczka wargowa – fazy, wirus, jak się jej pozbyć

Co niszczy patogeny

Pierwszą i najważniejszą linią obrony organizmu przed patogenami są naturalne bariery fizyczne i chemiczne, czyli przede wszystkim skóra, błony śluzowe, kwas żołądkowy, lizozymy w płynach ustrojowych, np. we łzach. Gdy patogenom uda się przeniknąć przez te bariery, uruchamiane są mechanizmy odporności nieswoistej (wrodzonej), które działają szybko i na spektrum patogenów niezależnie od ich rodzaju. Są to m.in. monocyty i makrofagi, granulocyty (neutrofile, eozynofile, bazofile) czy komórki NK. Trzecia linia obrony to odporność swoista, czyli nabyta, działająca precyzyjnie na określone patogeny. Polega na rozpoznawaniu antygenów przez przeciwciała i receptory limfocytów T i limfocytów B. Wsparciem dla tego rodzaju odporności są szczepionki przeciwko określonym typom patogenów.

Jeśli układ odpornościowy nie jest w stanie samodzielnie zwalczyć infekcji, stosuje się farmakoterapię, która obejmuje:

• Antybiotyki – grupa leków działających poprzez hamowanie wzrostu bakterii (antybiotyki bakteriostatyczne) lub ich bezpośrednie zabijanie (antybiotyki bakteriobójcze). Mechanizm działania antybiotyków polega na zakłócaniu procesów życiowych bakterii, takich jak synteza ściany komórkowej, produkcja białek, kwasów nukleinowych czy metabolizm kwasu foliowego. Każda z klas antybiotyków działa na inny etap metaboliczny, co ma zapewniać skuteczną obronę przeciwko różnorodnym typom bakterii. Przykłady antybiotyków to penicyliny, cefalosporyny, fluorochinolony.
• Leki przeciwwirusowe – grupa leków służących do hamowania replikacji wirusów na różnych etapach ich cyklu replikacyjnego, takich jak wnikanie wirusa do komórki, replikacja materiału genetycznego wirusa czy składanie nowych cząstek wirusowych. Przykłady leków antywirusowych to oseltamiwir, tenofowir i emtricytabina. 
• Leki przeciwgrzybiczne – stosowane w leczeniu infekcji grzybiczych. Najczęściej działają na składniki specyficzne dla komórek grzybów, takie jak błona komórkowa czy ściana komórkowa, powodując wyciek zawartości komórki, co prowadzi do śmierci komórki. Przykłady leków przeciwgrzybicznych to flukonazol czy klotrimazol.
• Leki przeciwpasożytnicze – leki takie jak metronidazol czy albendazol są stosowane do leczenia infekcji wywołanych przez pasożyty. Mechanizmy działania tych leków obejmują zakłócanie procesów metabolicznych pasożytów lub ich struktur komórkowych.

>> Antybiotykoterapia – kiedy sięgać po antybiotyk i jak go stosować?