Influenza - Ursachen und Pathogenese

Ursachen der Grippe

Die Ursache der Grippe sind Orthomyxoviren (Familie Orthomyxoviridae) – RNA-haltige komplexe Viren. Ihren Namen verdanken sie ihrer Affinität zu Mukoproteinen befallener Zellen und ihrer Fähigkeit, an Glykoproteine – Zelloberflächenrezeptoren – zu binden. Die Familie umfasst die Gattung Influenzavirus, die Viren dreier Serotypen umfasst: A, B und C.

Der Durchmesser des Viruspartikels beträgt 80–120 nm. Das Virion ist kugelförmig (seltener fadenförmig). Das Nukleokapsid befindet sich im Zentrum des Virions. Das Genom wird durch ein einzelsträngiges RNA-Molekül repräsentiert, das bei den Serotypen A und B acht Segmente und bei Serotyp C sieben Segmente aufweist.

Das Kapsid besteht aus einem Nukleoprotein (NP) und Polymerasekomplexproteinen (P). Das Nukleokapsid ist von einer Schicht aus Matrix- und Membranproteinen (M) umgeben. Außerhalb dieser Strukturen befindet sich eine äußere Lipoproteinmembran, die auf ihrer Oberfläche komplexe Proteine (Glykoproteine) trägt: Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (N).

Influenzaviren besitzen somit interne und Oberflächenantigene. Interne Antigene werden durch NP- und M-Proteine repräsentiert; diese sind typspezifische Antigene. Antikörper gegen interne Antigene haben keine signifikante Schutzwirkung. Oberflächenantigene – Hämagglutinin und Neuraminidase – bestimmen den Subtyp des Virus und induzieren die Produktion spezifischer Schutzantikörper.

Viren des Serotyps A zeichnen sich durch eine ständige Variabilität der Oberflächenantigene aus, wobei Veränderungen der H- und N-Antigene unabhängig voneinander auftreten. Es sind 15 Hämagglutinin-Subtypen und 9 Neuraminidase-Subtypen bekannt. Viren des Serotyps B sind stabiler (es gibt 5 Subtypen). Die antigene Struktur von Viren des Serotyps C ist unverändert; ihnen fehlt die Neuraminidase.

Die außergewöhnliche Variabilität von Viren des Serotyps A beruht auf zwei Prozessen: Antigendrift (Punktmutationen an Genomstellen, die nicht über den Stamm hinausgehen) und Shift (vollständige Veränderung der Antigenstruktur bei Bildung eines neuen Stammes). Ursache des Antigenshifts ist der Austausch eines gesamten RNA-Abschnitts infolge des Austauschs von genetischem Material zwischen menschlichen und tierischen Influenzaviren.

Nach der modernen Klassifikation der Influenzaviren, die 1980 von der WHO vorgeschlagen wurde, ist es üblich, den Serotyp des Virus, seinen Ursprung, das Jahr seiner Isolierung und den Subtyp der Oberflächenantigene zu beschreiben. Beispiel: Influenzavirus A, Moskau/10/99/NZ N2.

Viren des Serotyps A weisen die höchste Virulenz auf und sind von größter epidemiologischer Bedeutung. Sie werden von Menschen, Tieren und Vögeln isoliert. Viren des Serotyps B werden nur vom Menschen isoliert: In Bezug auf Virulenz und epidemiologische Bedeutung sind sie den Viren des Serotyps A unterlegen. Influenza-C-Viren zeichnen sich durch eine geringe Reproduktionsaktivität aus.

In der Umwelt weisen Viren eine durchschnittliche Resistenz auf. Sie reagieren empfindlich auf hohe Temperaturen (über 60 °C), ultraviolette Strahlung und Fettlösemittel, behalten jedoch bei niedrigen Temperaturen ihre virulenten Eigenschaften für einige Zeit (bei 40 °C sterben sie eine Woche lang nicht ab). Sie reagieren empfindlich auf handelsübliche Desinfektionsmittel.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Pathogenese der Grippe

Das Influenzavirus besitzt epitheliotrope Eigenschaften. Nach dem Eindringen in den Körper vermehrt es sich im Zytoplasma der Zylinderepithelzellen der Atemwegsschleimhaut. Die Virusreplikation erfolgt rasch, innerhalb von 4–6 Stunden, was die kurze Inkubationszeit erklärt. Vom Influenzavirus befallene Zellen degenerieren, werden nekrotisch und abgestoßen. Infizierte Zellen beginnen mit der Produktion und Sekretion von Interferon, das die weitere Ausbreitung des Virus verhindert. Unspezifische thermolabile B-Inhibitoren und sekretorische Antikörper der IgA-Klasse tragen zur Abwehr des Körpers vor Viren bei. Eine Metaplasie des Zylinderepithels verringert dessen Schutzfunktion. Der pathologische Prozess betrifft die Schleimhautauskleidung und das Gefäßnetz. Der Epitheliotropismus des Influenzavirus äußert sich klinisch als Tracheitis, kann aber auch große Bronchien, gelegentlich auch den Kehlkopf oder Rachen, betreffen. Die Virämie manifestiert sich bereits während der Inkubationszeit und dauert etwa 2 Tage. Klinische Manifestationen der Virämie sind toxische und toxisch-allergische Reaktionen. Diese Wirkung wird sowohl von Viruspartikeln als auch von Epithelzellzerfallsprodukten ausgeübt. Die Intoxikation bei Grippe beruht hauptsächlich auf der Ansammlung endogener biologisch aktiver Substanzen (Prostaglandin E2, Serotonin, Histamin). Die Rolle von freien Sauerstoffradikalen, die den Entzündungsprozess unterstützen, lysosomalen Enzymen sowie der proteolytischen Aktivität von Viren bei der Umsetzung ihrer pathogenen Wirkung ist bekannt.

Das Hauptglied in der Pathogenese ist eine Schädigung des Kreislaufsystems. Die Gefäße des Mikrozirkulationsbettes sind am anfälligsten für Veränderungen. Aufgrund der toxischen Wirkung des Influenzavirus und seiner Bestandteile auf die Gefäßwand erhöht sich deren Durchlässigkeit, was bei Patienten ein hämorrhagisches Syndrom verursacht. Eine erhöhte Gefäßdurchlässigkeit und eine erhöhte „Zerbrechlichkeit“ der Gefäße führen zu Ödemen der Schleimhaut der Atemwege und des Lungengewebes, multiplen Blutungen in den Alveolen und im Interstitium der Lunge sowie in fast allen inneren Organen.

Bei einer Intoxikation und den daraus resultierenden Lungenventilationsstörungen und Hypoxämie ist die Mikrozirkulation gestört: Die venulokapillare Blutflussrate verlangsamt sich, die Aggregationsfähigkeit von Erythrozyten und Thrombozyten nimmt zu, die Gefäßpermeabilität nimmt zu, die fibrinolytische Aktivität des Blutserums nimmt ab und die Blutviskosität nimmt zu. All dies kann zu einer disseminierten intravaskulären Gerinnung führen, einem wichtigen Bindeglied in der Pathogenese des infektiös-toxischen Schocks. Hämodynamische Störungen, Mikrozirkulation und Hypoxie tragen zum Auftreten dystrophischer Veränderungen im Myokard bei.

Durch Gefäßschäden verursachte Durchblutungsstörungen spielen eine wichtige Rolle bei der Schädigung der Funktionen des Zentralnervensystems und des autonomen Nervensystems. Die Wirkung des Virus auf die Rezeptoren des Gefäßplexus trägt zur Hypersekretion von Liquor cerebrospinalis, intrakranieller Hypertonie, Durchblutungsstörungen und Hirnödemen bei. Eine hohe Vaskularisierung im Hypothalamus und der Hypophyse, die für die neurovegetative, neuroendokrine und neurohumorale Regulation zuständig sind, führt zur Entwicklung eines Komplexes von Funktionsstörungen des Nervensystems. In der akuten Phase der Erkrankung tritt eine Sympathikotonie auf, die zu Hyperthermie, Trockenheit und Blässe der Haut, erhöhter Herzfrequenz und erhöhtem Blutdruck führt. Mit abnehmender Toxikose treten Anzeichen einer Erregung des parasympathischen Teils des autonomen Nervensystems auf: Lethargie, Schläfrigkeit, verminderte Körpertemperatur, verminderte Pulsfrequenz, Blutdruckabfall, Muskelschwäche, Adynamie (asthenovegetatives Syndrom).

Eine bedeutende Rolle bei der Pathogenese der Grippe und ihrer Komplikationen sowie bei der Entwicklung entzündlicher Veränderungen der Atemwege spielt die bakterielle Mikroflora, deren Aktivierung zur Schädigung des Epithels und zur Entwicklung einer Immunsuppression beiträgt. Allergische Reaktionen auf Influenza treten sowohl auf Antigene des Virus selbst und der bakteriellen Mikroflora als auch auf die Zerfallsprodukte betroffener Zellen auf.

Der Schweregrad einer Grippe wird teilweise durch die Virulenz des Grippevirus bestimmt, in größerem Maße jedoch durch den Zustand des Immunsystems des Wirtes.