Типичное проявление сальмонеллезной инфекции — энтероколит. При микроскопическом исследовании обнаруживают инфильтрацию нейтрофилами и макрофагами, которая, как правило, захватывает и собственную пластинку слизистой оболочки.
Сальмонеллы способны проникать сквозь слизистую, однако обычно это не сопровождается разрушением эпителия и образованием язв. Слизистая оболочка кишки воспалена, отечна, иногда с эрозиями и микроабсцессами. Лимфоидная ткань кишки и брыжеечные лимфатические узлы увеличиваются, в них могут возникать очажки некроза. Иногда из-за гипертрофии лимфоидной ткани нарушается кровоснабжение слизистой оболочки кишки. Клетки ретикулоэндотелиальной системы, находящиеся в печени и селезенке, гиперплазируются. Бактериемия может приводить к формированию очагов гнойной инфекции в любом органе.
Патогенез сальмонеллеза зависит от количества проникших в организм сальмонелл, их вирулентности, а также от состояния иммунитета. Вначале сальмонеллы попадают в желудок, кислая среда которого служит первым защитным барьером и тормозит размножение сальмонелл, кроме того, при pH < 2 большая часть микроорганизмов быстро гибнет. Ахлоргидрия, антациды, быстрое опорожнение желудка после его резекции или наложения гастроэнтероанастомоза, большое количество возбудителей — все это ведет к тому, что жизнеспособные сальмонеллы достигают тонкой кишки. У детей первых месяцев жизни продукция соляной кислоты снижена, а желудок опорожняется быстро, что делает их более подверженными сальмонеллезу. Жидкость задерживается в желудке меньше, чем пища, поэтому при водном пути передачи для развития инфекции требуется меньшее число возбудителей.
В кишечнике сальмонеллы конкурируют с нормальной микрофлорой; недавний прием антибиотиков облегчает размножение возбудителей. Ослабленная кишечная перистальтика (причиной этого могут быть как анатомические факторы, так и лекарственные средства) увеличивает время контакта сальмонелл со слизистой оболочкой, а следовательно, и вероятность развития болезни. Сальмонеллы размножаются в просвете кишки, затем внедряются в пейеровы бляшки, при этом, как правило, поражаются фолликулы дистального отдела подвздошной кишки и проксимального отдела ободочной кишки. Процесс пенетрации включает специфическую адгезию к М-клеткам, проникновение внутрь них с помощью опосредованного рецепторами эндоцитоза, передвижение эндосомы с возбудителями по цитоплазме по направлении к базальной мембране и, наконец, высвобождение сальмонелл в собственную пластинку слизистой оболочки. Дендритные клетки, залегающие в поверхностных отделах пейеровых бляшек (под кишечным эпителием), запускают процессы, направленные на уничтожение бактерий — стимуляцию CD4 Т-лимфоцитов, выработку ИФН-у. Как уже говорилось, пенетрация сальмонелл обычно не сопровождается разрушением эпителия и образованием язв.
Многие штаммы сальмонелл выделяют термолабильный энтеротоксин, сходный с холерным. Этот токсин, а также простагландины увеличивают местную концентрацию цАМФ в кишечных криптах, что приводит к притоку воды и электролитов в просвет кишки.
Способность к адгезии, инвазии, выделению энтеротоксина, распространению из пейеровых бляшек в брыжеечные лимфоузлы, размножению внутри клеток печени и селезенки, выживанию внутри макрофагов, противостоянию бактерицидному действию сыворотки и комплемента определяется генетически и обусловливает патогенез сальмонеллеза. Сальмонеллезные гены, ответственные за инвазию, родственны генам инвазии шигелл. Однако шигеллы лишены генов, способствующих распространению за пределы кишечника и выживанию в сосудистом русле. Данное генетическое различие объясняет высокую частоту бактериемии при сальмонеллезах. Некоторые факторы патогенности присущи всем сальмонеллам, другие — ограничены определенными сероварами. Указанные особенности вирулентности удалось определить в экспериментах на культурах клеток, а также на мышах. По всей вероятности, клинические особенности сальмонеллезов детерминированы специфическими последовательностями ДНК.
При патогенезе большинства сальмонеллезов, протекающих с диареей, развитие инфекции ограничивается собственной пластинкой слизистой оболочки и местными элементами лимфатической системы. Сальмонеллы сероваров Dublin и Choleraesuis, на оборот, быстро проникают в кровоток; поражение кишечника при этом слабо выражено или отсутствует. Способность вызывать бактериемию зависит от специфических генов вирулентности. Эти гены гораздо чаще обнаруживаются у штаммов S. typhimurium, выделенных из крови, чем у штаммов, высеянных из человеческого кала. Тем не менее бактериемию, особенно на фоне иммунодефицита, могут вызвать сальмонеллы любого серовара. Важное значение имеет угнетение ретикулоэндотелиальных, клеточных иммунных реакций. Риск бактериемии высок у детей с хронической гранулематозной болезнью, другими нарушениями функций лейкоцитов, а также СПИДом. Центральная роль в уничтожении сальмонелл принадлежит клеточному иммунитету, опосредованному ИЛ-12 и ИФН-у, что подтвердили наблюдения за детьми с врожденными дефектами этих звеньев иммунитета. Так, недостаточность связывающих или сигнальных цепей ИФН-у, цепи Р-1 рецептора ИЛ-12, делеция участка р40 ИЛ-12 снижают образование ИФН-у. Такие дети предрасположены к сальмонеллезным и микобактериальным инфекциям.
У детей с серповидноклеточной анемией патогенез сальмонеллеза часто становятся причиной септицемии и остеомиелита, что отчасти обусловлено ослаблением фагоцитоза и опсонизации. Множественные инфаркты в ЖКТ, костях и органах ретикулоэндотелиальной системы с самого начала открывают сальмонеллам широкий доступ в кровоток и создают оптимальные условия для развития местной инфекции.
Хронизации инфекции способствует желчнокаменная болезнь, инвазия Schistosoma mansoniс вовлечением печени и селезенки, а также поражение мочевых путей, вызванное Schistosoma hematobium. Местные инфекции чаще возникают в областях со сниженным локальным иммунитетом (там, где имеется, например, выпот, опухоль, гематома).