В ходе эволюции микобактерии туберкулеза выработали различные механизмы преодоления или инактивации неблагоприятных факторов внешней среды. Во-первых, это мощная клеточная стенка. Во-вторых, это обширные метаболические возможности. Они способны инактивировать многие клеточные токсины и вещества (различные перекиси, альдегиды и другие), разрушающие клеточную оболочку. В-третьих, это морфологическая пластичность, заключающаяся в трансформации микобактерий (образование L-форм , дормантных клеток ). По своей устойчивости, после спорообразующих бактерий, они занимают лидирующее место в царстве прокариот.
Возбудитель сохраняет свою жизнеспособность в сухом состоянии до 3 лет. При нагревании микобактерии туберкулеза могут выдерживать температуру существенно выше 80*С. На сегодняшний день считают, что микобактерии туберкулеза, находящиеся в мокроте, остаются жизнеспособными при открытом кипячении последней в пределах 5 мин.
Микобактерии туберкулеза устойчивы к органическим и неорганическим кислотам, щелочам, многим окислителям, а также к ряду антисептических и дегидратирующих веществ, оказывающих губительное действие на другие патогенные микроорганизмы. Микобактерии проявляют устойчивость к воздействию спиртов и ацетона.
Отмечено, что средства на основе четвертичного аммония не проявляют противотуберкулезной активности В определенных условиях концентрации радикалов хлора и кислорода до 0,5% также не оказывают губительного действия на микобактерии туберкулеза. Это подразумевает невозможность использования подобных средств для стерилизации мокроты и других инфицированных биологических материалов ( табл. 5-1 ).
Микобактерии туберкулеза нечувствительны к рассеянному солнечному свету и могут более года существовать во внешней среде без потери жизнеспособности. Коротковолновое ультрафиолетовое изучение оказывает универсальное бактерицидное действие на все микроорганизмы. Однако в реальных условиях, когда микобактерии туберкулеза находятся во взвешенном состоянии в виде клеточных агломератов с пылевыми частицами, их устойчивость к ультрафиолетовому излучению возрастает.
Высокая выживаемость микобактерий туберкулеза способствует чрезвычайно широкому распространению этой инфекции среди населения независимо от климатических условий. Однако не только это способствует глобализации проблемы — микобактерии туберкулеза могут длительно персистировать в организме человека и реактивироваться через неограниченные промежутки времени.
Локализация микобактерии туберкулеза внутри макрофагов обеспечивает достаточную субстратную стабильность, учитывая «долгожительство» мононуклеарных фагоцитов и длительность репликации микобактерий, а также изоляцию от эффекторов гуморального иммунитета. В то же время возбудитель выбирает биотоп, который из-за потенциальной опасности неприемлем для большинства микроорганизмов. Этот симбиоз обеспечивается целым рядом приспособительных механизмов микобактерий.
Процесс поражения макрофага и паразитирования в нем выглядит следующим образом: проникновение микобактерий в макрофаг без его активации; подавление образования фаголизосом или трансформация их в зону, комфортную для бактерий; прорыв из фагосом в цитоплазму с инактивацией антимикробных факторов; вмешательство в жизнедеятельность клетки; ослабление чувствительности макрофагов к активирующим сигналам Т-лимфоцитов ; снижение антигенпредставляющей функции макрофагов и сопряженное с этим ослабление реакций цитотоксических Т-лимфоцитов, настроенных на уничтожение зараженных клеток.
Безусловно, в обеспечении этого важную роль играют особенности клеточной стенки, а также метаболические и функциональные возможности. При первом контакте с микобактериями иммунные системы макроорганизма не способны подключить гуморальный иммунитет , быстро обезвредить и элиминировать клетку из организма, так как подвижные алифатические цепи микобактериальной стенки не дают возможности провести оценку поверхностных структур возбудителя и передать соответствующую информацию для синтеза необходимого набора антител.
Высокая гидрофобность микобактерий обеспечивает неспецифические, т.е. независимые от рецепторов, контакты с макрофагами. Образуя вокруг клетки микобактерии фагосому, макрофаг помещает ее внутри себя. Поверхностные микозидные и липоарабиноманнановые комплексы могут распознаваться рецепторами, однако запускаемые через них сигналы не активируют или слабо активируют макрофаги. Вследствие этого фагоцитоз не сопровождается выделением свободнорадикальных форм кислорода и азота. Считают, что в большей степени это характерно для вирулентных штаммов М. tuberculosis , которые благодаря структурным особенностям липоарабиноманнана , инициируют «неагрессивный» фагоцитоз. В распознавании М. tuberculosis принимают участие и другие рецепторы макрофагов, в частности CD14 и рецепторы СЗ-компонента комплемента ( CR1 , CR3 , CR4 ).
Проникнув внутрь макрофага, микобактерия включает ряд механизмов, препятствующих образованию фаголизосомы: продуцирование аммония, который защелачивает среду внутри фагосомы, синтез сульфолипидов, ведущий к формированию отрицательного заряда на поверхности фагосомы, что препятствует слиянию фагосомы и лизосомы.
Если все же фаголизосома образовалась, микобактерия благодаря мощной восковой оболочке способна погасить свободнорадикальные реакции, вызываемые бактерицидными веществами фагоцитов. Аммоний защелачивает среду, блокируя активность лизосомальных ферментов, а сульфолипиды нейтрализуют мембранотропные катионные белки. Кроме того, микобактерии туберкулеза продуцируют высокоактивные ферменты с каталазной и пероксидазной активностью, которые конкурируют с пероксидазными системами макрофагов, и одновременно инактивируют гидропероксиды лизосом. Все это повышает устойчивость микобактерий к оксидантному стрессу.
Дальнейшая адаптация микобактерий состоит в использовании железосодержащих соединении макрофагов для своих ферментных систем и блокирования иммуноспецифических функций макрофагов. Макрофаги являются одним из главных резервуаров железа , избыток которого накапливается в виде ферритина. Содержание железа в альвеолярных макрофагах в 100 раз выше, чем в моноцитах крови, что, безусловно, содействует их колонизации микобактериями туберкулеза.
Токсическое действие на макрофаги микобактерии осуществляют посредством эндотоксинов и неспецифических факторов. И те, и другие поражают в первую очередь дыхательную систему макрофагов — митохондрии . К эндотоксинам относят миколовые арабинолипиды, которые угнетают дыхание митохондрий. К неспецифическим токсинам относят продукты синтеза липидной части клетки микобактерии — фтиеновые и фтионовые кислоты , которые вызывают разобщение окислительного фосфорилирования. Усиление метаболических процессов в этих условиях не сопровождается должным синтезом АТФ. Клетки хозяина начинают испытывать энергетический голод, что приводит к угнетению их жизнедеятельности, а в дальнейшем к цитолизу и апоптозу.
Не исключено, что некоторые факторы патогенности образуются только внутри зараженных клеток, как это происходит у других бактерий, предпочитающих внутриклеточный образ жизни. Например, сальмонеллы , паразитируя внутри макрофагов, дополнительно экспрессируют более 30 генов. Несмотря на полное описание генома микобактерии туберкулеза, 30% кодонов имеют отношение к белкам с неизвестными свойствами.
источник
Туберкулез, воздушно-капельные инфекции.
Возбудитель туберкулеза открыт в 1882 году Робертом Кохом. Представляет собой тонкие палочки, Гр(+), спол и капсул не образует, не подвижен. В составе клеточной стенки имеется до 40-50% восков, липидов, стеаринов, жирных кислот. Необычное строение клеточной стенки определяет ряд биологических особенностей-
Устойчивость к кислотам и щелочам
Устойчивость к действию анилиновых красителей
Устойчивость к высушиванию и УФ(гидрофобность)
Устойчивость к обычным концентрациям дез. Веществ.
С содержанием этих компонентов клеточной стенки связаны патогенные и токсические свойства микобактерий.
Различают 4 вида возбудителя –
Микобактериум туберкулезис. Встречается у человека в 93-95% случаев. Европейская статистика.
Микобактериум бовис(бычий вариант) – 3-6% случаев заболеваемости(кишечная форма)
Авиум(птичий) – не актуальны в патологии человека
Африкус — не актуальны в патологии человека
В антигеном плане все эти виды однородны, поэтому все биологические свойства рассматриваем на примере микобакетриум туберкулезис.
Резистентность.Сохраняется в проточной воде более года, в почве до 6 месяцев, в мокроте до 2х месяцев, в желудочном соке до 6 часов. Погибают при температуре 100-120 градусов и при воздействии повышенных концентраций дез. Веществ.
Эпидемиология. Заболевание можно назвать антропонозным, если не учитывать бычий вариант. Возбудитель живет в организме человека. Источник заболевания – человек. Заражение происзодит чаще всего аэрогенным механизмом. Воздушно-капельный, воздушно-пылевой. Возбудитель аэроб и наиболее частая локализация – верхушка легких – наиболее аэрогенный участок. Помимо этого существует алиментарный(фекально-оральный) механизм, взывает кишечную форму и гематогенную.
Иммунитет при туберкулезе. 3 основных классификационных особенности
Врожденный видовой(рецепторов к организму человека нет. Человек болеть не должен. Это связано с химическим строением микроорганизма.)
Нестреильный(инфекционный-иммунитет только пока есть возбудитель)
Для возникновения заболевания необходимы условия
Длительный контакт с источником(носителем)
Временное снижение резистентности организма человека
Локализация — туберкулез может поражать любые органы и ткани – туберкулез легких, туберкулезное поражение печени, туберкулезный плеврит, туберкулез кишечника, туберкулез костей и суставов, почек, моче-половых органов, кожи и подкожной клетчатки, серозных оболочек. Практически все органы могут поражаться. Рецепторов как таковых нет, где есть, там и возникает.
В место локализации возбудителя при наличии ГЗД(гиперчуствительность замедленного типа) происходит миграция клеток лимфоидно-макрофагальной системы(лимфоциты, киллеры, эффекторы, макрофаги, фагоциты)
Они образуют вокруг этого участка клеточно-лейкоцитарный вал(инфильтрат), который способствует ограничению распространения возбудителя и дальнейшей его инактивации. Этот вал образуется для уничтожения возбудителя. Имунокомпетентные клетки выделяют группу цитотоксических факторов, запускают механизм воспаления(БАВ) и затем все инактивированные остатки клеток фагоцитируются и выводятся из организма. Это происходит в 80% благоприятных исходах течения этого заболевания. При неблагоприятном течении процесса – комплекс цитотоксинов, факторов воспаления, и токсических продуктов метаболизма самих бактерий и токсических компонентов клеточной стенки, вызывает некроз в толще инфильтрата.(козиоидный некроз). Протекает как злокачественная опухоль(повреждаются мелкие сосуды, крупные сосуды. Человек умирает от кровотечения).
Эпидемиология.Лица находящиеся в местах лишения свободы. Там в 50 раз заболеваемость выше.
Бактериоскопический — окраска по Цель-Нильсону(окрашивают концетрированным фуксином- все красное, далее обрабатываем кислотой, все обезвечивается, микобактерии нет, дальше окрашиваем все остальное) и имунофлюорестцентный метод(см. методичку). Материал чаще всего мокрота. Ее обогащают.
Бактериологический. Основной. Культивируют на специальных питательных средах-Левинштейн-Йенсона(элективная среда) и среда Сотона. В состав входит яичный порошок, глицерин, картофельная мука и другие компоненты для сложного метаболизма микобактерий, т.к. необычное строение клеток. Рост возбудителя наблюдается к концу второй-третьей недели, а характерные колонии образуются к концу месяца.
Желтовато-коричневого цвета, сухие, крошащиеся, Р типа. У них неровная поверхность, край, бугристые, типичны. Растут долго из за особого химического состава. Дальнейшая идентификация не требуется.
Микобактерии из мокроты будут выделятся уже при некрозе(последние стадии)
Увеличение лимфатических узлов.
Существует серологическая диагностика, биологический метод. Серологическая – РСКА, РНГА, антитела образуются, но защитной роли не выполняют. Биологический – заражение кроликов.
Аллергический. Проба манту. Введение внтурикожно в кожу предплечья препарата туберкулина. Туберкулин – это фильтрат бульонной культуры, микобактерий, убитых нагреванием. Генно-инженерный туберкулин. Он дает только положительные и отрицательные реакции. Результаты манту могут быть «–» , «+» и резко «+» проба.
Отрицательная реакция – через 72 часа – отсутствие подкожных следов. У взрослых и детей вводится разная концентрация. Вираж – разница в размерах манту в разные года. Резкоположительная проба – больше 1,5-2 см. Она говорит об активно протекающем туберкулезном процессе. Отрицательная проба манту может быть у пожилых или у людей с ослабленных иммунитетом, когда активно протекающий процесс истощает все ресурсы организма.
Профилактика – в качестве профилактики используется вакцинаБЦЖ.Сохраняется после вакцинации 4-5 лет, в виде очагов или инфильтрата. Вакцинация проводят в род доме, или в первые месяцы.
Ревакцинация с учетом показаний в 7 лет, перед школой.
Лечение. 2 группы терапевтических препаратов – производные аминосалициловой кислоты(тубазид, изомиозид и тд.), противотуберкулезные антибиотики – циклосерин, каномецин, римфамицин, клептомицин.
Комплекс физиотерапии, санаторно-курортное лечение.
Микобактерии — кислотоустойчивые неподвижные грамположительные палочковидные (прямые или изогнутые) бактерии, способные образовывать нитевидные и мицелиальные структуры. Для них характерно высокое содержание липидов и восков в клеточных стенках, что обеспечивает устойчивость к спиртам, кислотам, щелочам, дезинфицирующим средствам, высушиванию и действию солнечных лучей, плохую окрашиваемость красителями, высокую гидрофобность, патогенность.
Наряду с кислотоустойчивостью, важной характеристикой микобактерий являетсямедленный ростна питательных средах, особенно микобактерий туберкулеза. Еще одна особенность микобактерий — образование пигментов, часть видов образует пигмент в темноте.
Род микобактерий может насчитывать до 200 паразитических и сапрофитических видов, из них хорошо изучено и идентифицировано около 30 видов. Микобактерии широко распространены в почве и воде, их выявляют у широкого круга тепло- и холоднокровных животных.
Среди патогенных микобактерий наибольшее значение имеют основной возбудитель туберкулеза человека — M.tuberculosis(палочка Коха),M.bovis- возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота иM.leprae- возбудитель проказы (лепры). Заболевания у людей могут вызывать такжеM.avium- возбудитель туберкулеза птиц и около 20 других потенциально патогенных видов, способных вызывать у человека атипичные формы поражений (микобактериозы).
Морфологические свойстватипичны для микобактерий. Это тонкие прямые или слегка изогнутые палочки с зернистыми образованиями в цитоплазме, могут встречаться кокковидные структуры,L- формы. Кислотоустойчивы (высокое содержание липидов и миколовой кислоты в клеточной стенке). Имеют кислотолабильные гранулы (зерна Муха) в цитоплазме. Грамположительны, плохо красятся анилиновыми красителями, поЦилю — Нильсенуони окрашиваются в ярко — красный цвет.
Культуральные свойства.Растут в аэробных и факультативно — анаэробных условиях. Растут очень медленно — в течении нескольких недель. Микобактерии нуждаются в белке и глицерине, факторах роста. Наиболее часто используют плотные яичные среды Левенштайна — Йенсена, ФиннаII, синтетические и полусинтетические жидкие среды.
На плотных средах рост отмечается на 15-40 сутки в виде сухого морщинистого налета кремового цвета (R- формы), колонии по виду напоминают цветную капусту. На жидких средах отмечается рост в виде поверхностной пленки.
Палочка Коха устойчива во внешней среде, в высохших биосубстратах сохраняется до нескольких недель.
Факторы патогенности.Патогенные свойства туберкулезной палочки и биологические реакции, которыми отвечает макроорганизм на внедрение возбудителя, связано с особенностями его химического состава, высоким содержанием липидов и их составом (наличие жирных кислот —фтиоидной, миколовой, туберкулостеариновойи др., фосфатидов и других фракций).
Главный фактор — токсичный гликолипид — “корд — фактор”, легко выявляемый при культивировании на жидких средах. Он обеспечивает сближенное расположение микобактерий в виде кос, жгута, корда. Корд — фактор оказывает токсическое действие на ткани, а также блокирует окислительное фосфорилирование в митохондриях макрофагов (защищает от фагоцитоза). С химическим составом микобактерий связаны еще две их важнейшие характеристики:
— незавершенный фагоцитозэтого внутриклеточного паразита (механизмы — блокада фагосомо — лизосомального слияния, устойчивость к действию лизосомальных ферментов);
— способность вызывать выраженнуюреакцию ГЗТ, выявляемую с помощью туберкулиновой пробы — “ГЗТ туберкулинового типа”.
Антигенная структура.Микобактерии туберкулеза имеют сложный и мозаичный набор антигенов. В антигенном отношенииM.tuberculosisимеет наибольшее сходство сM.bovisиM.microti. Имеются перекрестно — реагирующие антигены с коринебактериями, актимомицетами. Для идентификации микобактерий антигенные свойства практически не используют.
Эпидемиология.Основными путями заражения являются воздушно — капельный и воздушно — пылевой. Основным источником заражения является больной туберкулезом человек. Особую роль имеет скученность проживания, в России наибольшую значимость имеют места заключения, лагеря беженцев, лица без определенного места жительства и другиен социально ущербные группы населения. В относительно небольшом проценте случаев туберкулез обусловлен заражением от животных (чаще — через молоко) М.bovis.
В течение жизни человек неоднократно контактирует с микобактериями туберкулеза, однако туберкулезный патологический процесс развивается далеко не у всех инфицированнных. Это зависит от многих факторов и прежде всего — резистентности организма.
Наиболее часто заражение происходит через дыхательные пути. Попавшие в организм микобактерии захватываются альвеолярными и легочными макрофагами. В месте попадания может развиться первичный аффект (бронхопневмонический фокус).Далее возбудитель транспортируется в регионарные лимфоузлы, вызывая воспалительную реакцию — лимфангоит и лимфаденит. Первичный аффект, лимфангоит и лимфаденит —первичный комплекс (первичный очаг туберкулеза), характеризующийся образованием по ходу лимфатических путей и узлов гранулем в виде бугорков (бугорчатка или туберкулез).
Образование гранулем представляет собой клеточную реакцию ГЗТ на ряд химических компонентов микобактерий. В центре гранулемы в очаге некроза (казеозного распада) находятся микобактерии. Очаг окружен гигантскими многоядерными клетками Пирогова — Лангханса, их окружают эпителиоидные клетки а по периферии — лимфоциты, плазматические и мононуклеарные клетки.
— при достаточной резистентностиорганизма размножение возбудителя в гранулемах прекращается, очаг окружается соединительнотканной капсулой и обезизвествляется (откладываются соли кальция). Этот процесс определяется формированиемнестерильного инфекционного иммунитетак возбудителю туберкулеза. Нестерильность — способность микобактерий длительно сохраняться в первичном очаге и ждать свой час (иногда через несколько десятилетий);
— при недостаточной резистентности— усиленный казеозный распад очага, казеозная пневмония, тяжелая первичная легочная чахотка и генерализованный туберкулез (диссеминированный или милиарный туберкулез с гранулемами в различных органах).
Вторичный туберкулез.Вторичный туберкулезный процесс — реактивация возбудителя в результате ослабления резистентности наблюдается при стрессах, нарушениях питания и у лиц пожилого возраста. Возникают очаги казеозного распада в легких с образованием полостей, поражение бронхов, мелких кровеносных сосудов.
Иммунитет.В основе нестерильного инфекционного и вакцинального иммунитета при туберкулезе — клеточный иммунитет в виде гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), опосредуемой Т- лимфоцитами и макрофагами. Т- лимфоциты при участии белков главной системы гистосовместимости классаIраспознают клетки, инфицированные микобактериями туберкулеза, атакуют и разрушают их. Антибактериальные антитела связываются с различными антигенами возбудителя, образуют циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) и способствуют их удалению из организма.
Аллергическая перестройка (ГЗТ) к туберкулезной палочке свидетельствует о формировании приобретенного иммунитета и может быть выявлена с помощью туберкулиновой пробы. Эта проба является достаточно специфичной. Старый туберкулин Коха представляет концентрированный фильтрат стерилизованных компонентов микобактерий. Очищенный препарат PPD(новый туберкулин Коха, содержащий туберкулопротеины) используют преимущественно для постановкивнутрикожной пробы Манту. С помощью этой пробы проводят отбор лиц, подлежащих ревакцинации. Положительный результат пробы Манту нельзя рассматривать как обязательный признак активного процесса (это на самом деле показатель ГЗТ), а отрицательный — не всегда свидетельствует об его отсутствии (анергия, иммунодефициты).
Иммунопрофилактикавключает внутрикожное введение аттенуированного штаммаB.bovis, известного как бацилла Кальметта — Жерена (БЦЖ). В России вакцинацию проводят новорожденным (на 5-7 дни жизни), ревакцинацию — в 7-12-17-22 лет и более старших возрастах при отрицательной пробе Манту (т.е. отсутствии клеточного нестерильного = вакцинального или инфекционного иммунитета — ГЗТ).
Лабораторная диагностика.Применяют микроскопические, бактериологические, биологические, аллергологические, серологические и молекулярно — генетические методы.
Микроскопическая диагностикавключает микроскопию нативного материала, использование методов накопления, люминесцентную диагностику.Микроскопия нативного патологического материала(мокрота, отделяемое свищей, промывные воды из бронхов, моча) в мазках, окрашенных по Цилю — Нильсену, позволяет выявлять красные кислотоустойчивые палочки при концентрации микобактерий не менее нескольких сот тысяч / мл.Методы накопления(например, флотации) повышают чувствительность микроскопии до нескольких тысяч микробных тел / мл.Люминесцентная микроскопияс использованием акридинового оранжевого или аурамина — родамина — наиболее чувствительный и эффективный метод бактериоскопии, чувствительность — 500-1000 микобактерий / мл. Позволяет выявлять микобактерии с измененными культуральными и тинкт. свойствами.
Бактериологический метод(посев на питательные среды) позволяет обнаружить микобактерии при концентрации 200-300 / мл. Наиболее эффективен до или в начале лечения, в конце лечения уступает по эффективности люминесцентному методу. Недостаток — длительность получения результатов — от 2 до 12 недель. Достоинство — возможность оценки вирулентности культуры, определение чувствительности к лекарственным препаратам. Разработаны ускоренные методы выделения. По методу Прайса материал помещают на предметное стекло, обрабатывают серной кислотой, отмывают физиологическим раствором и вносят в питательную среду с цитратной кровью. Стекло вынимают через 3-4 суток и окрашивают по Цилю — Нильсену.
Золотой стандарт — биологическая проба на морских свинках, позволяет определять до 10 микобактерий в мл. Распространение резистентных и измененных микобактерий снизило чувствительность метода. Метод требует соблюдения режимных условий и применяется в крупных специализированных лабораториях.
Аллергологические методы— это широко используемые кожные пробы с туберкулином и методы аллергодиагностикиinvitro(РТМЛ, ППН — показатель повреждения нейтрофилов и др.).
Серологические методымногочисленны (РСК, РА, РПГА), однако в связи с недостаточной специфичностью используют мало.
Наиболее совершенны ген. методы, в практических лабораториях их используют пока недостаточно.
Среди методов идентификации микобактерийнаибольшую практическую ценность имеют два подхода:
— методы дифференциации M.tuberculosisиM.bovisот прочих микобактерий;
— методы дифференциации M.tuberculosisиM.bovis.
Существует ряд методов дифференциации микобактерий двух основных видов от остальных. Из них наиболее простым и доступным является оценка роста на яичной среде, содержащей салициловый натрий в концентрациях 0,5 и 1,0 мг/мл. На этих средах, в отличии от других микобактерий, M.tuberculosisиM.bovisне растут.
Для дифференциации M.tuberculosisот всех других видов микобактерий , в том числе отM.bovis, используютниациновый тест (определение синтезируемойM.tuberculosisв больших количествах никотиновой кислоты, выявляемой с помощью цианистых или роданистых соединений по ярко- желтому окрашиванию). У микобактерий туберкулеза также отмечается положительный тест восстановления нитратов. Учитывают скорость роста и характер пигментообразования. Используют цитохимические методы, позволяющие выявлять корд — фактор (вирулентность) по прочности связи красителей — нейтрального красного или нильского голубого при обработке щелочью.
Этот вид микобактерий выявлен у 60 видов млекопитающих. Эпидемическую опасность для человека представляют крупный рогатый скот, реже — верблюды, козы, овцы, свиньи, собаки, кошки. Больные животные выделяют микобактерии с молоком, мокротой, экскрементами. Человек заражается при уходе за больными животными или употреблении сырого молока и молочных продуктов (в сыре и масле возбудитель может сохраняться более 200 дней). На долю этого возбудителя приходится до 5% случаев туберкулеза (высокая доля туберкулеза бычьего типа — в Якутии и других территориях с высоким уровнем заболеваемости животных туберкулезом).
1. Возбудитель туберкулеза — микобактерия, относится к семейству Micobacteriaceae. Различают туберкулезные микобактерии человеческого, бычьего и птичьего типов. Для человека они патогенны. Помимо патогенных для человека, в природе широко распространенысапрофитные микобактерии, или так называемыепаратуберкулезные бациллы. Они содержатся в водопроводной и сточной воде, в молоке и масле, на овощах и ягодах. Их обнаруживают на коже, в промывных водах желудка и глотки, они выделяются со слюной, мокротой, калом и мочой.
Морфологически они напоминают патогенные микобактерии, характеризуются кислотоустойчивостью. По этой причине возможны ошибки при распознавании природы микобактерии, а следовательно, и характера патологического процесса. Парату-беркулезные бациллы, в отличие от патогенных, не вызывают типичных изменений в организме людей и животных. Принадлежность их к тому или другому виду устанавливается главнымобразом на основании их культуралъных свойств и результатов прививки морским свинкам.
Микобактерии туберкулеза (МБТ) были открыты Р. Кохом в мокроте больного туберкулезом. Человеческий тип туберкулезного возбудителя: палочки прямые или изогнутые длиной 1,5— 4 м толщиной 0,3—0,5 м. Величина палочек зависит от возраста микроба и условий его обитания. В тканях живого организма палочки могут удлиняться, что, по-видимому, зависит от замедленного их деления. В казеозных массах палочки располагаются неровными кучами по 2—3 и более. В различных условиях пребывания в организме палочки могут образовать нитевидные, ветвящиеся формы с булавовидными образованиями на концах нитей.Полиморфизм является характерным свойством микобактерии. Кислотоупорные МБТ обладают свойством медленно воспринимать анилиновые красители. Поэтому их окраска производится с применением протравы (карболоваякислота). При подогревании наиболее распространенные способы окраски следующие:
При этих окрасках в палочках отмечаются более яркие красные или фиолетовые гранулы. Исследование в электронном микроскопе позволило установить сложное строение их стенки из 3 слоев, а также наличие в цитоплазме ядра и гранул. В препаратах из культур, особенно на жидких средах, вирулентные МБТ располагаются в виде жгутов. В препаратах почти всегда имеются разной степени окраски округлые тельца (зерна). Это вегетативные формы, которые получаются в результате размножения микроба поперечным делением, и формы развития из зерен. Некоторыми учеными было доказано существование некислотоустойчивых культур МБТ, которые названыL-фор-мами. Эти формы способны расти на обычных средах и превращаться в бактерии.L-формы представляются ввиде телец с венцолъю, внутри которого 1 или 2 тельца. Эта пребациллярная некислотоустойчивая стадия являетсянормальной стадией микроба. Фильтрующиеся формы, зерна, кокки и палочки представляют формы закономерно протекающих стадий развития возбудителя. В частности, полагают, что зернистые формы, среди которых могут быть мелкие фильтрующие элементы, представляютнеклеточную стадию, а кокковые формы и палочки, вырастающие из кокков, —клеточную стадию развития микроба.
Микобактерии туберкулеза вне организма растут в чистых культурах на плотных и жидких средах, с хорошим доступом воздуха; однако они могут развиваться и в относительно анаэробных условиях, но очень медленно, скудно. На жидких специальных питательных средах МБТ растут на поверхности среды в виде морщинистой пленки. МБТ растут на питательных средах, содержащих минеральные соли, аминокислоты, углеводы, яичный белок и желток и особенноглицерин\ Могут расти (более скудно) в средах из минеральных солей, особенно аммония. Оптимальная температура для роста 37—38 °С. На плотных питательных средах МБТ растут в виде светло-кремового морщинистого или чешуйчатого суховатого налета, запах культур ароматический, очень характерный, очень редко микобактерии человеческого типа могут давать гладкие колонии. Культуры МБТ не всегда бывают типичны (особенно при антибактериальной терапии больных); они могут быть несколько влажными, содержать отдельные гладкие или пигментированные колонии. Туберкулезную природу выделенных нетипичных культур устанавливают «мышиной пробой» (1 или 0,1 мг вводят в вену хвоста 2 белым мышам, смерть наступает приявлениях генерализованного туберкулеза через 2—4 мес) наряду с пробой патогенности на морских свинках.
МБТ экзотоксина не выделяют. Однако фильтраты их культур на жидких питательных средах токсичны для животных, больных туберкулезом, что связанно с выделением в среду эндотоксина. МБТ выделяют также летучие токсины. Особенностью этих токсических веществ является их специфическое действие только на инфицированных и больных туберкулезом людей и животных.
2. Благодаря особому химическому строению микобактерии туберкулеза обладают значительной устойчивостью к физическим и химическим агентам. Во влажной мокроте микобактерии выдерживают нагревание в течение 30 мин при 75 «С, при кипячении погибают через 5 мин. В выделенной мокроте МВТ погибают при 100 °С через 45 мин. В мокроте, выделенной и сохраняемой в темноте при комнатой температуре, жизнеспособность палочек сохраняется не менее 4 мес, в рассеянном свете они погибают через 1—1,5 мес. В суховоздушной камере при увлажнении с температурой 80 °С МВТ выживают в течение 2 ч. В уличной пыли МВТ сохраняются до 10 дней, на страницах книг до 3 мес. В воде палочки выживают не менее 150 дней после заражения. МВТ выдерживают процессы гниения и могут несколько месяцев сохраняться в погребенных трупах. Препараты хлора и йода хорошо действуют на микобактерии.
Лекарственно устойчивые или резистентные микобактерии появляются у больных при антибактериальной химиотерапии, а иногда возникают и спонтанно (первичная устойчивость).
При испытании на лекарственную устойчивость следует пользоваться плотными питательными средами Гельберга, Петрань-яни, Герольда и жидкими — синтетической средойСотона (с плазмой),кровяной средой илиплазмой.
Вопрос 49. Лабораторная диагностика туберкулеза
1. Лабораторная диагностика туберкулеза используется для установления специфической этиологии заболевания, подозрительного на туберкулез. Производят микробиологическое исследование материала от больных.
пунктатов лимфатических узлов.
Исследование на возбудителя туберкулеза производят непосредственно в доставленном материале бактериоскопическими, а кроме того, бактериологическими и биологическими методами. При необходимости исследовать свежую мокроту делают мазки препарата на предметных стеклах, высушивают на воздухе, фиксируют на пламени горелки. Затем препарат окрашивают карболовым фуксином, промывают водой и обесцвечивают 15—25%-ным раствором серной кислоты, промывают и докрашивают водным раствором метиленового спирта.
После подсыхания препарат подвергают иммерсионной микроскопии, просматривают 100 полей зрения (практически весь препарат).Туберкулезные микобактерии визуализируются как ярко-красные, тонкие, изящные, в одиночку или группами, большей частью лежащие вне клеток палочки. В настоящее время имеет распространениеметод флотации с последующей микроскопией. Промывные воды желудка бактериоскопически, дальнейшее исследование проводят так же, как и при исследовании мокроты.Мазок из гортани или зева окрашиваютпо Ци-лю-Нильсену. Мочу центрифугируют и готовят мазок из осадкамочи. Спинномозговую жидкость, взятую асептично, отстаивают сутки на холоде, после чего образуется тонкаяфибринозная пленка (паутинка), в которой содержатся туберкулезные микобактерии. Делают мазок на предметном стекле, высушивают на воздухе, фиксируют, окрашиваютпо Цилю-Нильсену. Если пленочка не образовалась, то исследованию подвергают отцен-трифугированный осадок.
источник
Mycobacterium tuberculosis complex — полное медицинское название группы возбудителей туберкулеза у человека и животных, известных на сегодняшний день. Возбудителем туберкулеза является палочка Коха – она относится к роду микобактерий из семейства актиномицетов кислотоустойчивого типа. Бактерии другого типа очень редко выявляются при туберкулезном поражении у человека.
Ко многим неблагоприятным, и даже агрессивным воздействиям окружающей среды Mycobacterium tuberculosis проявляет устойчивость – исключениями являются прямые солнечные лучи и ультрафиолетовое облучение: их воздействие для них губительно.
Также микобактерии имеют способность к развитию в организме L-форм маловирулентного типа, которые приводят к развитию специфических форм иммунитета, без развития клинической картины заболевания.
Наиболее вероятным источником заражения инфекцией являются болеющие туберкулезом люди. Самой опасной формой заболевания, при этом, является открытая клиническая стадия, когда распространение бактерий в окружающую среду происходит посредством выделяемой при кашле мокроты. От носителя инфекции в открытой форме, респираторным путем может заразиться совершенно здоровый человек. Судя по медицинской статистике, больной с такой формой заболевания, в течение года может заразить туберкулезом около десятка человек.
В закрытой форме заболевания, возбудитель туберкулеза ведет себя не так активно, но все же вероятность заражения велика у человека, имеющего постоянные близкие контакты с носителем инфекции. Заражение происходит иногда через органы пищеварения, а также через повреждения на коже. В этих случаях источником возбудителя может стать инфицированный домашний крупнорогатый скот, домашние виды птиц; Mycobacterium tuberculosis может попасть в организм человека с яйцами, молоком, при попадании возбудителя в водные источники (с испражнениями животных), в которых человек каким-либо образом использует воду. Но, попавшая в организм инфекция, не всегда вызывает острую клиническую картину заболевания – его развитие зависит от множества факторов, начиная от неблагоприятных условий жизни, хронических депрессий и усталости, заканчивая снижением сопротивляемости организма патологическим воздействиям.
Проявляется патологическое воздействие возбудителя на организм в виде двух стадий развития заболевания.
Первичная стадия.
Первичная клиника туберкулеза активизируется в зоне попадания возбудителя и проявляется в виде высокой чувствительности к нему пораженных тканей. В первые же несколько дней происходит активация иммунитета организма, которые начинают вырабатывать специфические формы антител. Очаг воспаления наиболее часто локализуется в легких и внутригрудных лимфатических узлах, а при контактных видах инфицирования – в органах пищеварения и коже. Бактерии разносятся с током крови и лимфы по всем органам и системам организма, и формируют новые первичные очаги инфицирования (в почках, суставах, костях и т.д.). После заживления таких очагов, у организма вырабатывается стойкий иммунитет против возбудителя данного заболевания.
Вторичная стадия.
Развивается, когда организм не способен справиться с помощью иммунитета с микобактерией туберкулеза. Такая картина наблюдается, наиболее часто, в подростковом и пожилом возрасте, а также при синдроме иммунодефицита, при проведении гормональной терапии и при общем ослаблении защитных сил организма в случаях хронических заболеваний. Инфекция активизируется в очагах поражения и развивается вторичная форма туберкулеза.
Размножается Mycobacterium tuberculosis путем ветвления, почкования и поперечного деления, поскольку она относится к факультативным аэробам. При наличии кислорода размножение происходит в любых средах, а при его отсутствии размножаются они при помощи углеводов. Например, плотная среда, в основе которой могут быть яйца, молоко или картофель, обеспечивает медленное и стабильное размножение. В такой среде первые колонии бактерий вырастают через 2 недели, крайний срок — через 2 месяца. В жидкой среде эти колонии выглядят как пленочка, в твердых средах – они шероховатые, сливающиеся друг с другом.
Впервые обнаружены и открыты микобактерии туберкулеза в мокроте больного известным ученым Р.Кохом – впоследствии, в его честь и были названы штаммы этого возбудителя. По типам они различаются на человеческие, птичьи и бычьи – для человека все они являются патогенными, то есть вызывающими реакцию организма в виде ярко проявляющейся клиники заболевания. А вид паратуберкулезных бацилл не относится к патогенным – они не вызывают патологических изменений в организме человека и животных.
Человеческими возбудителями туберкулеза являются прямые или изогнутые палочки длиной 1,5-4 нм. толщиной 0,3-0,5 нм. — размер их вариабелен и зависит от условий обитания, а также возраста бактерий. При медленном процессе деления, попадая в живой организм, палочки Коха могут удлиняться, приобретая более вытянутую форму. В зависимости от места локализации в организме, палочки могут приобретать различные формы – ветвящиеся, нитевидные, с булавовидными образованиями на концах палочек. Такой полиморфизм наиболее характерен для Mycobacterium tuberculosis.
Капсула, в которой находится возбудитель, имеет полисахаридный состав. Также в состав мембраны входят липопротеиды: она находится в плотной взаимосвязи с цитоплазмой, содержащей полисомы, рибросомы, ядро, единственное кольцо ДНК и многие другие включения. Мембрана имеет трехслойную структуру, толщина ее — около 250 нм. Снаружи патогенная клетка имеет жгутик для передвижения и других функций.
По химическому составу палочки Коха не ушли далеко от подобных атипичных микроорганизмов и всего живого на планете – состоят они на 80 и более процентов из воды, туберкулопротеинов, полисахаридов, около 3 % золы. Токсичность же этих микроорганизмов обусловлена липидами трех фракций и протеинами. Свойственная им высокая токсичность способна разрушать лейкоциты. Большой процент липидов в их составе существенно отличает их от большинства других микроорганизмов. Именно благодаря своему своеобразному химическому составу бактерия имеет высокую устойчивость к кислотам и щелочам, а также к большинству дезинфицирующих составов.
Хорошо, что во времена открытия туберкулезной палочки медицина, дала определенный багаж знаний врачам и ученым, чтобы те поняли, что необходимо кардинально изучать патогенный микроорганизм, чтобы впоследствии было проще с ним бороться. Поэтому, уже с тех давних времен ученым известно, что палочка Коха имеет хорошую устойчивость к внешним воздействиям окружающей среды.
Бактерии этого типа могут входить в состояние анабиоза на несколько месяцев и даже лет (в зависимости от условий обитания). Например, в молочных продуктах, палочка может осуществлять жизнедеятельность около года; до полугода она может просуществовать в комнатах, куда не попадает прямой солнечный свет (в подвалах, кладовых и т.д.);2-3 месяца бактерия способна просуществовать между книжными листами; в уличной пыли и сыром молоке – около двух недель. Оптимальными, и наиболее подходящими условиями для жизнедеятельности микобактерии туберкулеза являются внутренние показатели организма человека, и его устойчивость к внешним агрессивным проявлениям окружающей среды.
Именно эти показатели устойчивости патогена говорят о его коварности, поскольку, способность к длительной жизнедеятельности в различных условиях, дает ему возможность проникать в организм человека и животного, поражая его. Погибают палочки Коха только от длительного воздействия кипячения или хлорной обработки, или воздействия препаратов йода, ко многим химическим и физическим реагентам они имеют значительную устойчивость.
Лекарственная устойчивость также может развиваться у туберкулезной палочки как спонтанно в виде первичной устойчивости, так и после курсов антибактериальной химиотерапии.
Даже после процесса высушивания она может восстанавливать свою жизнедеятельность: например, в высохшей мокроте, слюне, элементах человеческих тканей и пыли она может прожить около 3-6 месяцев. Особенно тяжело она поддается уничтожению именно в таком биоматериале: чтобы провести дезинфекцию кипячением, необходимо проводить ее на протяжении 45 минут -1 часа.
В начале прошлого века ученый, открывший этот патологический микроорганизм, на основании проведенных опытов с прививками домашнему скоту человеческого типа бактерии, пришел к выводу, что туберкулез от животного к человеку и наоборот не передается. Однако в последующем, все клинические наблюдения и исследования доказали обратное: на основании выделения культур бычьего туберкулеза у детей, которые питались молоком зараженных животных, ученые пришли к несостоятельности утверждения первооткрывателя Коха.
В итоге медицинское сообщество пришло к единогласному мнению, что различия двух типов возбудителя состоят лишь в условиях приспособления микобактерий к определенной среде обитания – к организму крупного рогатого скота или человека.
Патогенность этого возбудителя в целом непостоянна и меняется в соответствии с условиями существования, особенностями обмена веществ, паразитарной динамикой и режимом питания. Разрушительное воздействие его усиливается при подходящих условиях существования и при повышенной восприимчивости организма к заболеваниям такой специфики. И наоборот, плохие условия размножения, неподходящие для обитания среды, отрицательно сказываются на патогенности туберкулезных микобактерий двух и более поколений.
Такие малопатогенные культуры, после их открытия, стали использоваться в качестве профилактики заболевания: ученые вывели абсолютно невирулентный штамм BCG, который и по сей день используется для создания нестерильного иммунитета новорожденных в формате прививки, она делается малышам в роддоме.
Таким образом, эта разновидность биологической жизни на земле сочетает в себе две противоположности: стабильную устойчивость к внешним воздействиям, и широкую вариативность биологических и морфологических характеристик, вирулентности и патогенности.
При течении и проявлении клиники заболевания, не стоит забывать о таком факторе, как роль человеческого организма и влияние на него внешних факторов среды. Вся паразитарная активность и изменчивость микобактерий протекает именно внутри него – человек является средой его обитания, и все социально-биологические факторы, и состояние человека, как макроорганизма, оказывают самое непосредственное влияние на течение инфекционного процесса в целом.
В одном случае, один и тот же вид бактерии, с теми же самыми условиями инфицирования, встречает в организме благоприятную среду для патогенного воздействия, а в другом – встречает факторы, тормозящие его рост и развитие, а также ослабляющие его негативные свойства.
Если рассматривать в целом общую картину заболевания туберкулезом — процессы инфицирования, клиническое течение и различные исходы заболевания, то, в каждом случае, должны учитываться взаимосвязи микро и макроорганизмов. Также сюда можно отнести и особенности организма заболевшего и самой микобактерии — виновницы заболевания.
Длительный процесс изучения биологии микобактерии туберкулеза, на протяжении более чем ста лет со времен ее открытия, дало человечеству массу знаний. Основные закономерности изменчивости микобактерий, а также все новые и новые методы воздействия, а, следовательно, и методики грамотного лечения и профилактики, спасли миллионы жизней по всему земному шару.
источник
Возбудитель туберкулеза, открытый в 1882 г. R. Koch, относится к классу Schizomycetes, порядку Actinomicetales, семейству Mycobacteriaceae, роду Mycobacterium.
Большинство видов МБТ относятся к сапрофитным микробам. Группа облигатных паразитов среди МБТ незначительна и представлена пятью видами, которые образуют группу Mycobacterium tuberculosis complex:
• М. tuberculosis human us — человеческий тип, вызывающий 80—85% всех заболеваний туберкулезом у людей;
М. tuberculosis bovines — бычий тип, вызывающий 10—15% всех заболеваний у людей (исходно устойчивый к пиразинамиду);
М. tuberculosis bovines BCG — вакцинный штамм;
М. tuberculosis africanus — африканский тип, вызывающий до 90% заболеваний у людей Южной Африки (исходно устойчивый к ти-ацетазону);
М. tuberculosis microti — мышиный тип, вызывающий заболевание у полевых мышей и редко у человека.
Основными видовыми признаками МБТ являются патогенность и вирулентность.
Патогенность — способность возбудителя жить и размножаться в тканях живого организма и вызывать специфические ответные морфологические реакции, приводящие к определенной нозологической форме патологии — туберкулезу.
Вирулентность проявляется прежде всего в интенсивности размножения МБТ и ее способности вызывать специфическое поражение в тканях и органах макроорганизма, а также иммунологические реакции и формирование специфического иммунитета. Сильновирулентные МБТ у чувствительных видов животных (морская свинка) безудержно размножаются в организме и неизбежно приводят к гибели. Слабовирулентные, в частности М. tuberculosis bovines BCG (вакцинный штамм), вызывают в тканях минимальные специфические реакции, быстро разрушаются и выделяются из организма. В то же время они инициируют иммунологическую перестройку и формируют специфический иммунитет.
Важным отличием маловирулентных и вирулентных является
их отношение к фагоцитозу макрофагами макроорганизма. Маловирулентные МБТ после размножения захватываются макрофагами и разрушаются. Очаги, вызванные этими МБТ, подвергаются рассасыванию. Вирулентные МБТ после фагоцитоза макрофагами не разрушаются, а напротив, размножаются в них и могут вызвать гибель фагоцита. Возникший туберкулезный очаг не подвергается обратному развитию и прогрессирует.
Возбудителями туберкулеза у человека наиболее часто (92% случаев) являются М. tuberculosis human us, a M. tuberculosis bovis и М. tuberculosis вызывают развитие туберкулеза у человека примерно в 5% и 3% случаев соответственно.
К нетуберкулезным микобактериям, также абсолютно патогенными для человека, относится М. leprae, не растущая на питательных средах.
Другие микобактерии, которые насчитывают более 50 видов, относятся к нетуберкулезным микобактериям, не вызывающим специфических морфологических поражений у человека. По своим морфологическим свойствам они не отличаются от МБТ, но являются самостоятельными видами микобактерий.
Заболевания, вызываемые нетуберкулезными по-
лучили название Вследствие естественной устойчиво-
сти этих микобактерий к большинству противотуберкулезных препаратов лечение этих заболеваний представляет определенные трудности.
В настоящее время по классификации Runyon (Раньен) (1965) выделяют четыре группы нетуберкулезных микобактерий.
Группа 1 — фотохромогенные, образующие пигмент после экспозиции на свету. Потенциально патогенными для человека являются М. kansasii, M. marinum, M. simiae.
Группа 2 — скотохромогенные, образующие пигмент желто-оранжевого цвета в темноте, — это самая большая группа среди нетуберкулезных микобактерий (60—70%). Потенциально патогенными для человека являются М. scrofulaceum, M. xnopi, М. szulgal.
Группа 3 — нехромогенные, не образующие пигмент. Потенциально патогенными для человека являются М. M.
М. ulcerans, M. paratuberculosis, M. heamophilum. Первые три группы отличаются тем, что они медленно нед)
растут на питательных средах.
• Группа 4 — быстро растущие (3—5 сут). Потенциально патогенными для человека являются М.fortuitum, М. chelonae, M. abscessus.
Для выявления используют световую и люминесцентную мик-
роскопию, культуральные методы и автоматизированные системы. Достаточно активно развиваются и молекулярно-генетические методы. Исследование различных диагностических материалов для выявления играет ведущую роль в диагностике туберкулеза.
источник