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
Возникновение и течение туберкулеза зависят от особенностей его возбудителя, реактивности организма и санитарно-бытовых условий. Современное название возбудителя — микобактерия туберкулеза. Старое название — бактерия Коха (БК). 24 марта 1882 Р. Кох продемонстрировал чистую культуру возбудителя под микроскопом, также он доказал его инфекционную природу, заразив животных. Поэтому микроб назван его именем. Следует отметить, что 18 марта 1882 Баумгартен, также немецкий ученый, показал палочку туберкулеза, выделенную из органов кролика, пораженного туберкулезом, но только под микроскопом.
Возбудитель туберкулеза относится к роду микобактерий, семьи актиномицетов и класса шизомицетив. К роду микобактерий относятся также возбудитель лепры и группа сапрофитов, которые встречаются в выделении из ушей, в мокроте при бронхоэктазах, а также кислотоустойчивые микроорганизмы, вегетирующие на слизистых оболочках человека, в сливочном масле, молоке, на растениях, в воде, почве и т. д.
По патогенности для человека и для отдельных видов микобактерии делятся на 2 группы. Первая группа — собственно патогенные микобактерии туберкулеза, среди которых выделяют три вида. Вторая группа — атипичные микобактерии, среди которых есть сапрофиты — не патогенные для людей и животных и условно патогенные микобактерии — при некоторых условиях могут вызвать микобактериоз, который напоминает туберкулез.
По одной из классификаций они разделены на четыре группы (в зависимости от скорости роста и пигментообразования).
- I группа — фотохромогенные микобактерии — образуют лимонно-желтый пигмент во время экспозиции культуры на свете, колонии вырастают в течение 2-3 недель. Источником инфекции могут быть крупный рогатый скот, молоко и другие молочные продукты.
- II группа — скотохромогенные микобактерии, которые образуют оранжево-желтый пигмент в темноте. Распространены в воде и в почве.
- III группа — нефотохромогенные микобактерии. Культуры слабопигментированные или непигментированные, видимый рост оказывается уже через 5-10 суток. Различные по вирулентности и оптимальной температурой роста. Случаются в почве, в воде, в различных животных (свиней, овец).
- IV группа — микобактерии, которые быстро растут на питательных средах. Рост дают через 2-5 дней.
Атипичные микобактерии определяются в 0,3-3% культур, чаще вследствие загрязнения среды. Этиологическая роль их считается доказанной, если из патологического материала они высеваются повторно и их рост характеризуется большим количеством колоний, а других возбудителей заболевания нет.
Заболевание, вызванное атипичными штаммами микобактерий туберкулеза, называют микобактериозом. Из штаммов атипичных микобактерий получен продукт их жизнедеятельности — сенситин. При внутрикожном введении сенситина у больных микобактериозом возникает положительная реакция. По клиническому течению микобактериоз напоминает туберкулез, иногда сопровождается кровохарканьем, быстро прогрессирует.
Различают три типа микобактериоза, которые зависят от вида микобактерий и иммунного статуса организма:
1. Генерализованная инфекция с развитием видимых невооруженным глазом патологических изменений внешне напоминают туберкулезные, но гистологически несколько отличаются от них. В легких обнаруживают диффузные интерстициальные изменения без гранулем и полостей распада. Основными признаками являются повышение температуры тела, двусторонняя диссеминация в средних и нижних отделах легких, анемия, нейтропения, хроническая диарея и боль в животе. Диагноз подтверждается нахождением возбудителя в мокроте, кале или биопсией. Эффективность лечения низкая, смертность высокая и достигает 20%. Эффективными для лечения при микобактериоза является циклосерин, этамбутол, канамицин, рифампицин и частично стрептомицин.
2. Локализованная инфекция — характеризуется наличием макро- и микроскопических поражений, выявляемых в определенных участках тела.
3. Инфекция, которая протекает без развития видимых поражений; возбудитель находится в лимфатических узлах.
Туберкулез у людей преимущественно (95-97%) возникает вследствие заражения человеческим, реже (3-5%) бычьим и казуистически — птичьим видом микобактерий туберкулеза. М. africanum вызывает туберкулез у людей в странах Тропической Африки.
Микобактерии туберкулеза имеют форму тонких, длинных или коротких, прямых или искривленных палочек, длиной 1,0-4,0 мкм и диаметром 0,3-0,6 мкм; неподвижные, спор и капсул не образуют, грамположительные, имеют большой полиморфизм.
Микобактерии туберкулеза человеческого вида более тонкие и длинные, чем бычьего. Микобактерии бычьего вида менее патогенны для людей, и заболевание, вызванное ими, встречается значительно реже. Для определения МБТ человеческого вида применяют ниациновий тест. Он базируется т том, что МБТ этого вида выделяют больше ниацина (никотиновой кислоты).
Молодые бактерии гомогенные, в процессе их старения образуется зернистость (зерна Муха), которая более подробно изучается методом электронной микроскопии. Зернистая форма микобактерий туберкулеза образуется также под влиянием антимикобактериальных препаратов. После введения зерен животным у них возникает кахексия, увеличение лимфатических узлов или заболевания туберкулезом с развитием типичных штаммов микобактерий туберкулеза. Описанные оскольчатые формы микобактерий туберкулеза. Возбудитель туберкулеза может существовать также в виде фильтрующихся форм.
Под влиянием противотуберкулезных препаратов морфологические и физико-химические свойства микобактерий туберкулеза изменяются. Микобактерии становятся короткими, приближаясь к кокобацилам, их кислотостойкость уменьшается, поэтому при окраске по Цил-Нильсену они обесцвечиваются и не определяются.
Микобактерии туберкулеза размножаются поперечным делением, ветвлением или отпочкование отдельных зерен. Микобактерии туберкулеза растут на питательных средах при наличии кислорода. Но они являются факультативными аэробами, т.е. растут и когда доступа воздух не имеет — кислород они получают из углеводов. Поэтому для выращивания микобактерий требуется питательная среда, богатая углеводами.
Эффективны плотные среды, в состав которых входят яйца, молоко, картофель, глицерин. Чаще применяют среды Левенштейна-Иенсена, Гельберга, Финна-2, Миддлбрука, Огава.
Микобактерии туберкулеза растут медленно. Первые колонии появляются на 12-30-й день, а иногда и через 2 месяца. Для обеспечения роста микобактерий туберкулеза к питательным средам добавляют 3-6% глицерина. Микобактерии лучше растут в слабо-щелочной среде, хотя могут расти и в нейтральной.
Добавление желчи в питательную среду замедляет их рост. Это обстоятельство использовали Кальметт и Герен при разработке вакцины. На жидких питательных средах с добавлением глицерина микобактерии туберкулеза растут в виде пленки. Колонии микобактерий могут быть шероховатыми (К.-варианты) и реже — гладкими, сливающимися между собой (8-варианты). К.-варианты микобактерий вирулентные для людей и животных, а 8-варианты чаще невирулентные.
Микобактерия состоит из клеточной оболочки и цитоплазмы. Клеточная оболочка трехслойная и состоит из наружного, среднего и внутреннего слоев. В вирулентных микобактерий она имеет толщину 230-250 нм.
Внешний слой, окружающий клетку, называют микрокапсулой. Она образована полисахаридами и содержит фибриллы. Микрокапсула может окружать целый популяцию микобактерий, а также помещаться на местах прилегания микобактерий друг к другу. Отсутствие или наличие роста, его интенсивность и состав микрокапсулы зависят от того, какое количество корд-фактора экстрагируется из цитоплазмы в клеточную стенку. Чем больше корд-фактора экстрагируется, тем лучше выражена микрокапсула у микобактерий туберкулеза.
Клеточная оболочка участвует в регуляции метаболических процессов. В ней содержатся видоспецифические антигены, благодаря чему клеточная стенка является локусом, где происходят аллергические реакции повышенной чувствительности замедленного типа и образование антител, поскольку она, как собственно поверхностная структура бактериальной клетки, первой контактирует с тканями макроорганизма.
Под клеточной оболочкой расположена трехслойная цитоплазматическая мембрана, тесно прилегает к цитоплазме. Она состоит из липопротеидных комплексов. В ней происходят процессы, обусловливающие специфичность реакции микобактерий на факторы окружающей среды.
Цитоплазматическая мембрана микобактерий туберкулеза путем своей центростремительной инвагинации формирует в цитоплазме внутрицитоплазматическая мембранную систему — мезос. Мезосомы — полуфункциональные структуры. В них содержится много ферментных систем. Они участвуют в синтезе и формировании клеточной стенки и выполняют роль посредника между ядром и цитоплазмой бактериальной клетки.
Цитоплазма микобактерий состоит из гранул и включений. У молодых микобактерии туберкулеза цитоплазма более гомогенная и компактная, чем у старых, у которых в цитоплазме больше вакуоль и полостей. Основную массу гранулярных включений составляют рибосомы, располагающиеся в цитоплазме в свободном состоянии или образующие полисомы — скопление рибосом. Рибосомы состоят из РНК и белка и синтезируют специфический белок.
Иммуногенность микобактерий туберкулеза обусловлена в основном антигенными комплексами, содержащихся в оболочках микобактериальных клеток. Рибосомы, рибосомный белок и цитоплазма микобактерий имеют антигенную активностью в реакциях замедленного типа.
Химический состав микобактерий туберкулеза изучен достаточно хорошо. Они содержат 80% воды и 2-3% золы. Сухой остаток наполовину состоит из белков, преимущественно туберкулопротеинов, липидов — от 8 до 40%, столько же полисахаридов. Предполагают, что туберкулопротеины являются полноценными антигенами и могут вызывать у животных состояние анафилаксии. Липидная фракция приводит резистентность возбудителя туберкулеза, а полисахаридная участвует в иммуногенезе.
Туберкулопротеины и липидные фракции обусловливают токсичность микобактерий туберкулеза, которая присуща не только живым, но и убитым микроорганизмам. Выявлено три фракции липидов: фосфатидная, жировая и восковая. Большое содержание липидов отличает микобактерии туберкулеза от других видов микроорганизмов и приводит следующие свойства:
1. Устойчивость к кислотам, щелочам и спиртам (преимущественно обусловлено наличием миколевой кислоты).
2. Устойчивость против обычных дезинфицирующих веществ.
3. Патогенность туберкулезных микобактерий.
Экзотоксины не определены, но сами клетки микобактерий токсичные — приводят к частичному или полному распаду лейкоцитов. В неорганическом остатке микобактерий туберкулеза определяют соли железа, магния, марганца, калия, натрия, кобальта. Антигенная структура микобактерий сложная и еще не в совершенстве изучена.
Микобактерии имеют специфические видовые и межвидовые и даже межродовые антигенные связи. В отдельных штаммах выявлены различные антигены. Однако все без исключения микобактерии содержат вещества, устойчивые к нагреванию и воздействию протеолитических ферментов — полисахариды, которые являются общим антигеном.
Кроме того, различные виды микобактерий имеют свои специфические антигены. А. П. Лысенко (1987) доказал, что все штаммы M. bovis имеют идентичный антигенный спектр с 8 антигенов, из которых 5-6 были общеродовыми и реагировали с антисыворотками к микобактерий других видов: 6 — с M. tuberculosis, 3-5 — M. kansasii и т.д.
Патогенность — это видовое свойство микобактерий туберкулеза, оказывается возможностью вызвать заболевание. Главным фактором патогенности являются токсические гликолипиды — корд-фактор. Это вещество, которое склеивает вирулентные микобактерии, благодаря чему они растут на питательных средах, в виде жгутов. Корд-фактор обусловливает токсическое действие на ткани и защищает туберкулезные палочки от фагоцитоза, блокируя окислительное фосфорилирование в митохондриях макрофагов. Поэтому, поглощены фагоцитами, они размножаются в них и вызывают их гибель. Кислотостойкие сапрофиты не образуют корд-фактора.
Вирулентность — степень патогенности; возможность роста и размножения микобактерий в определенном макроорганизме и способность вызывать специфические патологические изменения в органах. Вирулентным считают штамм микобактерий в том случае, когда он в дозе 0,1 0,01 мг вызывает заболевания туберкулезом, а через 2 месяца — смерть гвинейской свинки массой 250-300 г. Когда после введения этой дозы животное умирает через 5 6 месяцев, то этот штамм считают слабовирулентным. Вирулентность не является неизменным свойством микобактерий. Она снижается при старении культуры или выращивание на искусственных питательных средах и в процессе лечения больных. При пассажах на животных или в случаях обострения туберкулезного процесса вирулентность возрастает.
Носителями генетической информации микобактерий туберкулеза являются хромосомы и внехромосомные элементы — плазмиды. Главное отличие между хромосомами и плазмидами заключается в их размерах. Плазмида сравнению с хромосомой значительно меньше и поэтому несет меньшее количество генетической информации. Именно благодаря своим малым размерам плазмида хорошо приспособлена к перенесению генетической информации из одной микобактериальной клетки в другую.
Плазмиды могут взаимодействовать с хромосомой. Гены устойчивости микобактерий туберкулеза против химиопрепаратов локализуются и в хромосомах, и в плазмидах.
У микобактерии есть ДНК, которая функционирует как главный носитель генетической информации. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК — это ген. Генетическая информация, которую несет ДНК, не является чем стабильным и неизменным. Она изменчива и эволюционирует, совершенствуясь. Единичные мутации обычно не сопровождаются большими изменениями информации, заложенной в геноме. С одного штамма может возникнуть несколько различных фенотипов (или признаков, проявляющихся в результате действия генов в определенных условиях), которые устойчивы против определенного антимикобактериального препарата.
Мутация может проявляться и в изменении морфологии колоний. Так, если изменить вирулентность микобактерий туберкулеза, то может измениться и морфология колоний мутантов.
Трансдукция — это перенос генетического материала (частицы ДНК) от одной микобактерии (донора) к другой (реципиенту), что приводит к изменению генотипа микобактерии-реципиента.
Трансформация — это включение в хромосому или плазмиду микобактерии (реципиента) фрагмента ДНК другой микобактерии (донора) в результате переноса изолированной ДНК.
Конъюгация — это контакт клеток микобактерии туберкулеза, во время которого происходит переход генетического материала (ДНК) из одной клетки в другую.
Трансфекция — это воспроизведение вирусной формы микобактерии туберкулеза в клетке, которая инфицирована изолированной вирусной нуклеиновой кислотой.
Изложенные гипотетические пути переноса генетической информации еще не изучены. Однако несомненно, что эти генетические процессы являются основой для возникновения лекарственной устойчивости как в отдельных микобактерий, так и у всей бактериальной популяции, имеющейся в организме больного.
Изменчивость микобактерий — это свойство их приобретать новые или / и терять старые признаки. В связи с тем, что у микобактерий туберкулеза короткий период генерации, высокая частота мутаций и рекомбинаций, обмена генетической информацией, изменчивость в них весьма высока и частая (Н. А. Васильев и соавт., 1990).
Различают фенотипическую и генотипическую изменчивости. Фенотипическую мутацию называют еще модификационной, которой свойственна высокая частота изменений и их частая реверсия в исходную форму, адаптация к изменениям внешней среды отсутствие изменений в генетическом коде. Она наследственно не передается.
Генотипическая мутация наступает вследствие мутаций и рекомбинаций.
Мутации — это стабильные унаследованные изменения в нуклеотидном составе генома микобактерии включая плазмиды. Они бывают спонтанные и индуцированные. Спонтанные мутации возникают со специфической для данного гена скоростью. Большинство из них являются следствием ошибок в репликации и репарации ДНК. Индуцированные мутации возможны в результате воздействия мутагенов (ультрафиолетовая; ионизирующая радиация, химические вещества и т.п.). Мутации часто приводят к появлению в фенотипе нового признака или потери старой признаки (по сравнению с родительской формой).
Рекомбинации генетические — это процесс образования потомства, содержащее признаки донор; и реципиента.
Одним из видов изменчивости микобактерий туберкулеза является образование ими фильтрующиеся формы. Это очень мелкие, невидимые при обычной микроскопии формы, имеющие очень слабую вирулентность, их можно обнаружить только при реверсии, используя для этого повторные пассажи на морских свинках. В этих случаях иногда обнаруживают кислотостойкие палочки с очень низкой вирулентностью.
Фильтрующиеся формы — это мелкие фрагменты микобактерий туберкулеза, образующиеся в неблагоприятных условиях существования и способны к реверсии. Природа этих форм, их структура, а также значение в патогенезе туберкулеза до сих пор окончательно не установлено.
L-формы микобактерий туберкулеза имеют или дефекты или отсутствие клеточной стенки. Для них характерна резко измененная морфология бактериальной клетки и пониженный метаболизм. Они имеют низкую вирулентность и быстро разрушаются в окружающей среде. Из-за отсутствия или повреждения оболочки микобактерий туберкулеза L-формы красят обычными красителями, поэтому их не удается выявить бактериоскопически в мазках. Преобразование микобактерий туберкулеза в L-формы происходит под действием противотуберкулезных препаратов, под воздействием защитных сил макроорганизма и других факторов.
L-формы микобактерий туберкулеза могут быть в макроорганизме в стабильном и нестабильном состоянии, то есть реверсировать в исходный микробный вид с восстановлением вирулентности. Вирулентные свойства стабильных L-форм микобактерий резко снижены по сравнению с вирулентностью нестабильных форм.
Нестабильные L-формы микобактерий туберкулеза вызывают у морских свинок генерализованный туберкулез, а стабильные L-формы обусловливают лишь морфологические изменения, близкие к вакцинному процессу. Стабильные L-формы микобактерий преимущественно содержатся в неактивных туберкулезных очагах. Эти очаги способствуют возникновению у здоровых инфицированных людей противотуберкулезного иммунитета.
Для эффективного лечения больных туберкулезом нужно проводить определение чувствительности возбудителя, потому устойчивость против антимикобактеральных препаратов затрудняют лечение. Обычно в организме больного резистентность микобактерий против лекарственных средств может храниться в течение 1-2 лет после их отмены.
Медикаментозная устойчивость микобактерий туберкулеза — это устойчивость МБТ против друга антимикобактериального препарата или более.
Первичная медикаментозная устойчивость — устойчивость, обнаруженная у впервые выявленных больных, которые никогда не принимали противотуберкулезные препараты.
Начальная медикаментозная устойчивость — устойчивость МБТ, выявленная у впервые выявленных больных, леченных противотуберкулезными препаратами не более 4 недель или у больных при отсутствии данных о предшествующем лечении. Вторичная (приобретенная) медикаментозная устойчивость — резистентность МБТ, обнаружена у больных, которым назначали противотуберкулезные препараты более 4 недели. Монорезистентность — устойчивость МБТ против 1 из 5 препаратов I ряда (изониазиду стрептомицина, рифампицина, этамбутола, пиразинамида).
В Украине частота возникновения первичной резистентности возбудителя туберкулеза против препаратов I ряда отмечается в 23-25%, а вторичной — в 55-56% случаев. Множественная лекарственная устойчивость — устойчивость МБТ против двух и больше препаратов. Мультирезистентность — это разновидность множественной лекарственной устойчивости, и именно — устойчивость возбудителя только против комбинации изониазид + рифампицин или и рядом: другими препаратами.
Результат определения чувствительности микобактерий туберкулеза к противотуберкулезным препаратам называется антибиограмой.
Причины лекарственной устойчивости:
1. Биологические — недостаточная концентрация препарата, индивидуальные особенности организма пациента (скорость инактивации препаратов)
2. Причины, обусловленные пациентом — контакт с больными химиорезистентным туберкулез, нерегулярный прием препаратов, преждевременное прекращение приема лекарств, неудовлетворительная переносимость препаратов, проведение неадекватного лечения.
3. Факторы, обусловленные болезнью — при изменении доз препаратов, при большом количестве МБТ в участках пораженного органа может возникать определенная рН, которая препятствует активному действию лекарств, лечение одним препаратом, недостаточная доза или продолжительность лечения.
В последние годы интенсивно проводили генетические исследования штамма М. tuberculosis. Количество гуанинцитозиновых основ, которые распределяются на спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), составляет 65,5%. Геном содержит много вставных последовательностей, мультигенных семей, амплифицированных (удвоенных) мест собственного обмена веществ.
РНК-молекулы кодируют около 50 генов, в частности:
- три вида рибосомных РНК, которые синтезируются из уникального рибосомного оперона;
- гены, кодирующие 108-РНК, включается в процесс разрушения белков (выявлено, что эти 108-РНК кодируются так называемыми ненормальными и РНК-мессенджерами);
- гены, кодирующие РНК-компонентную РНКазу Р;
- гены транспортных РНК.
М. tuberculosis имеет 11 рецепторзависимых гистидинкиназ, несколько цитоплазматических киназ и немного генов, участвующих в регуляторных каскадах. В М. tuberculosis является группа эукариотических серинтиреонинових протеинкиназ, отвечающих за фосфорилирование в бактериальной клетке.
Для осуществления липидного обмена в М. tuberculosis синтезируются приблизительно 250 ферментов. Окисление жирных кислот обеспечивают такие ферментные системы:
1. РабА / РабВ-Р-оксидазные комплексы.
2. Тридцать шесть ацил-СоА-синтетаз и группа из тридцати шести ацил-СоА-синтетазсвязанных белков.
3. Пять ферментов, завершают цикл окисления (реакция тиолиза 3 кетоэстеров).
4. Четыре гидроксиацил-СоА-дегидрогеназы.
5. Двадцать один вид белков эноил-СоА-гидратазо-изомеразной группы.
Патогенность М. tuberculosis обусловлена также такими факторами, как:
1) антиоксидазная каталазная-пероксидазная система;
3) МСЭ-оперон, кодирующий белки внутриклеточной инвазии;
5) ферменты, продуцирующие компоненты клеточной стенки;
6) гематоглобиноподобные Ре-связующие белки, которые обеспечивают длительное анаэробное существование микобактерий;
8) значительная антигенная лабильность;
9) наличие различных путей обеспечения антибиотикорезистентности;
10) наличие актериоцинов с цитотоксическим действием (некоторые поликетины).
Возбудитель туберкулеза устойчив к воздействию факторов окружающей среды. На страницах книги микобактерии сохраняются в течение 2-3 мес, в уличной пыли — около 2 недель, в сыре и масле — от 200 до 250 дней, в сыром молоке — 18 дней (скисания молока не вызывает гибели микобактерий), в комнате с рассеянным дневным светом — 1- 5 мес., а в сырых подвальных помещениях и в помойных ямах — до 6 мес.
Оптимальной температурой роста возбудителя является 37-38 ° С, при температуре 42-43 ° С и ниже за 22 ° С рост и размножение его прекращаются. Для птичьего вида микобактерий туберкулеза оптимальной температурой роста является 42 ° С. При температуре 50 ° С микобактерии туберкулеза погибают через 12 ч., 70 ° С — через 1 минуту. В белковой среде их устойчивость значительно повышается. Так, микобактерии туберкулеза в молоке выдерживают температуру 55 ° С в течение 4 ч., 60 ° С — 1 час., 70 ° С — 30 мин., 90 95 ° С — от 3 до 5 минут.
Особенно возрастает устойчивость микобактерий туберкулеза в высохшей мокроте. Чтоб обезвредить жидкое мокроты, их нужно кипятить в течение 5 мин. В высохшей мокроте микобактерии туберкулеза погибают при 100 ° С через 45 минут. В тонком слое жидкой мокроты под влиянием ультрафиолетовых лучей микобактерии туберкулеза погибают через 2-3 мин., а в высохшей мокроте и в темном месте они могут сохранять жизнеспособность в течение 6-12 мес. Однако под воздействием прямого или рассеянного солнечного излучения в течение 4 часов высохшие мокроты теряет свойство вызвать заражение животных туберкулезом. В высохшей на солнце мокроте микобактерии туберкулеза не определяются.
Если мокрота попадает в сточные воды или на поля орошения, микобактерии туберкулеза сохраняют свою вирулентность более 30 дней. На расстоянии 100 м от места сброса сточных вод с противотуберкулезного санатория микобактерии туберкулеза обнаружить не пришлось.
Микобактерии туберкулеза неодинаково устойчивы против воздействия различных дезинфицирующих средств. Так, двойное количество 5% раствора хлорамина убивает микобактерии в мокроте через 6 ч., 2% раствор хлорной извести — через 24-48 ч.
источник