Этиология туберкулеза и свойства микобактерии туберкулеза

ettubkИ.С. Гельберг, С.Б. Вольф

Возбудитель туберкулеза был открыт Р. Кохом в 1882 г. Возбудитель относится к широко распространенному в природе семейству микобактерий (Mycobacteriacaе), занимающих промежуточное положение между бактериями и низшими грибами и называется микобактерия туберкулеза (МБТ) или бактерия Коха (БК). Она имеет форму слегка изогнутой палочки длиной 1-6 и шириной 0,2-0,6 мкм.

Бактериальная клетка состоит из микрокапсулы, многослойной оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с органеллами (гранулы, вакуоли, рибосомы), ядерной субстанции. Клеточная стенка является барьером, препятствующим проникновению лекарств внутрь клетки МБТ. Она ограничивает клетку снаружи, обеспечивая механическую защиту. Биополимер пептидогликан, полисахарид арабиногалактан, молекулы миколовых кислот, тесно связанные между собой, образуют своеобразный каркас, составляющий основу клеточной стенки МБТ. В клеточной стенке находятся специфические антигены, вызывающие развитие у макроорганизма реакции гиперчувствительности замедленного типа и образование антител. В ней же находится корд-фактор, состоящий из липидов и высокомолекулярных кислот (тригалоза-6.6-димиколат-производное миколовой кислоты), определяющий вирулентность МБТ.

В состав цитоплазматической мембраны входят липопротеидные комплексы. С ней связаны различные ферментные системы, в частности, окислительно-восстановительные. В бактериальной клетке мембрана является основным осмотическим барьером. Путем инвагинации в цитоплазму она образует лизосомы, имеющие важное значение в жизнедеятельности микробной клетки, например, в синтезе клеточной стенки и др. Цитоплазма имеет гранулярные включения, основную часть которых составляют рибосомы, где завершается синтез белка, есть и другие гранулярные структуры.

Ядерная субстанция ответственна за синтез белка и передачу наследственных признаков. Основным способом размножения является деление клетки на две дочерние. Носителем генетической информации кроме хромосомы могут быть и плазмиды, которые, благодаря малому размеру, способны проникать из клетки в клетку. Основными биохимическими компонентами МБТ являются туберкулопротеиды, липиды и полисахариды. Белковая фракция – основной носитель антигенных свойств микобактерий. Липидные фракции способны стимулировать специфическую воспалительную реакцию макроорганизма с образованием элементов туберкулезной гранулемы (эпителиоидных и гигантских клеток).

Туберкулез вызывают три вида микобактерий: чаще человеческий – М. tuberculosis, в Африке – М. africanum и реже бычий – М. bovis,. У крупного рогатого скота преобладает М. bovis. Однако животные могут болеть и туберкулезом, вызванным человеческим видом. Заболеваемость крупного рогатого скота в личном хозяйстве бактериовыделителей в 5 раз выше, чем в семьях, где проживают здоровые лица.

В настоящее время расшифрован геном МБТ, состоящий из 4.000 генов, 4.111.529 пар нуклеотидов с большой способностью к мутации. Известны гены, определяющие лекарственную устойчивость, системы превращения противотуберкулезных препаратов в безвредные вещества. Особенностью генома МБТ является наличие генов, дублирующих функционирование ключевых ферментных систем, т.е. процессы, на которые действует химиопрепарат, могут перестать быть необходимыми клетке для её жизнедеятельности. В настоящее время установлено влияние генома МБТ на клинические особенности и течение туберкулеза. Так, при туберкулезе, вызванном штаммами семейства Beijing, отмечаются более выраженная клиническая симптоматика и более тяжелое течение, чем при наличии МБТ других (индивидуальных) генотипов.

Кроме МБТ, существует много атипичных микобактерий, которые мало вирулентны для человека, однако у ослабленных людей, особенно ВИЧ-инфицированных, могут вызвать заболевания, называемые микобактериозами. Клинически и рентгенологически они сходны с туберкулезом, однако считаются незаразными.

Атипичные микобактерии по Раньяну делятся на 4 группы:

  • I – фотохромогенные – образующие пигмент на свету,
  • II – скотохромогенные, образующие пигмент в темноте,
  • III – нефотохромогенные – не образующие пигмента,
  • IV – быстрорастущие.

Чаще в патологии человека имеют значение комплекс М. avium – intracellulare (III гр.), М. kansassi (I гр.), М. scrofulacum (II гр.), М. fortuitum (IV гр.) и др., хотя большинство микобактерий IV гр. относится к сапрофитам. Атипичные микобактерии являются устойчивыми к ряду противотуберкулезных препаратов, поэтому лечение микобактериозов подчас затруднено. Микобактериоз, как и туберкулез, считают ВИЧ-ассоциированной инфекцией, при которой могут возникать распространенные, подчас генерализованные процессы.

Для микобактерий туберкулеза характерен полиморфизм: бывают зернистые, ветвистые и др. формы. Особое значение имеют L-формы, у которых нарушено образование клеточной стенки, снижена способность к размножению. Эта форма существования микобактерий в виде «дремлющей» инфекции называется персистированием. В таком виде они могут сохраняться в организме годами, поддерживая противотуберкулезный иммунитет, но при неблагоприятных для человека условиях способны переходить в обычные формы и приводить к эндогенной реактивации туберкулезного процесса.

Микобактерии противотуберкулезной вакцины БЦЖ также могут переходить в L-формы. Отсутствие типичных МБТ в мокроте больных не исключает наличия L-форм. Встречаются также ультрамелкие формы МБТ, проходящие через бактериальные фильтры. В процессе химиотерапии удельный вес их возрастает. Некоторые ученые придают им значение в этиологии саркоидоза.

МБТ кислото-спирто- и щелочеустойчивы. Это их свойство широко используется при окраске мазка по Цилю-Нильсену, обработке материала при посеве на питательные среды. МБТ хорошо переносят низкую температуру, могут годами храниться в холодильнике, сохраняя жизнеспособность. Установлено, что при длительном хранении при температуре – 70° МБТ сохраняли 100% выживаемость и биологические свойства.

В темных сырых помещениях МБТ сохраняются несколько месяцев, на белье, мебели и одежде, на рассеянном свету, в высохшей мокроте – в течение месяца. На страницах книг МБТ могут оставаться жизнеспособными до 3 месяцев. Погибают при кипячении, воздействии хлорсодержащих (хлорамин, хлорная известь) препаратов, которые используются для дезинфекции, а также под влиянием ультрафиолетовых лучей, в частности, прямого солнечного света. В настоящее время используются новые дезинфекционные средства, действующие на МБТ и не содержащие хлора (полидез, септоцид, триацид и др.). Из других физических факторов губительное действие на микобактерии проявляет ультразвук.

Микобактерии туберкулеза являются факультативными аэробами, т.е. могут существовать и при незначительном доступе воздуха. Размножаются они медленно (одно деление за 14-24 часа). Видимый рост на плотных питательных средах появляется на 1420-е сутки после посева материала; в жидких – на 6-8-е сутки при посеве лекарственно-чувствительных и на 12-14-е сутки – устойчивых штаммов МБТ. Для их нормального развития требуются сложные многокомпонентные питательные среды. Рост наблюдается обычно в виде шероховатых R-вариантов-колоний.

О наличии корд-фактора свидетельствует своеобразный рост в микроколониях. Он характеризуется параллельным (склеенным) расположением бактериальных клеток с формированием «жгутов, кос, веревок», их переплетений.

Неблагоприятно для больного развитие лекарственной устойчивости (ЛУ) МБТ. Штамм МБТ считается устойчивым, если уровень устойчивых бактерий в популяции достигает 1% (для пиразинамида – 10%). Устойчивость бывает первичная, когда больной еще не лечился данным препаратом и вторичная, возникающая в процессе антибактериального лечения. Особенно опасно наличие устойчивости к нескольким противотуберкулезным препаратам (полирезистентность).

К туберкулезу с множественной лекарственной устойчивостью – (МЛУ) относятся случаи резистентности МБТ к любым двум и более препаратам, если ими являются изониазид и рифампицин. (Multi Drug Resistance – МDR). В последние годы его частота возрастает. Следует отметить, что такой туберкулез клинически протекает неблагоприятно, имеет склонность к прогрессированию, частым обострениям, значительно хуже поддается лечению. При этом наблюдается снижение показателей иммунорезистентности.

Явление лекарственной устойчивости характерно не только для МБТ, но является общебиологическим законом для различных микроорганизмов в отношении антибиотиков и химиопрепаратов. «Возникновение устойчивости шло за химиотерапией как верная тень и поэтому история химиотерапии является одновременно и историей устойчивости микроорганизмов к лекарственным веществам» (Шнитцер и Грунберг).

Быстро развивается лекарственная устойчивость при назначении только одного препарата (монотерапия), недостаточной концентрации его в крови и тканях. Поэтому необходимо комбинированное лечение, применение достаточно высоких терапевтических доз каждого АБП. В организме больного туберкулезом чаще наблюдается одновременно наличие как чувствительных, так и разной степени устойчивости популяций МБТ. В процессе лечения чувствительные особи погибают, устойчивые – сохраняются и размножаются.

Лекарственная устойчивость является генетически обусловленной, возникает в результате мутаций и закрепляется в последующих поколениях МБТ. Мутации могут быть как предсуществующими, так и индуцированными. Установлены гены, контролирующие развитие устойчивости к основным противотуберкулезным препаратам. Мутации, возникающие в генах, специфичны для каждого препарата. Механизм развития ЛУ в настоящее время представляется следующим образом.

Возникновение спонтанных мутаций – изменения в составе рибосом, клеточной стенки микобактерий, в частности, не допускающие проникновения препарата в клетку. Спонтанные мутации появляются в среднем 1 на 108 микобактерий. Индуцированные мутации – известно мутагенное действие ультрафиолетовых лучей, радиоактивности, а также самих противотуберкулезных препаратов, особенно в невысоких концентрациях.

Различные механизмы обмена генетическим материалом характерны также для микобактерий: трансформация – перенос на чувствительные штаммы ДНК из устойчивых, например, с помощью плазмиды; трансдукция (чаще) – тип передачи информации в виде части ДНК от одной клетки к другой с помощью фага; конъюгация – генетический тип обмена путем непосредственного контакта клеток, может стимулироваться мутагенами; рекомбинация ДНК – гены одного типа информации замещаются генами другого типа.

Наряду с лекарственной устойчивостью негативно влияет на эффективность химиотерапии способность МБТ переходить под влиянием антибактериальных препаратов (АБП) в персистирующие формы с очень низким уровнем метаболизма. На них препараты действуют значительно слабее.

Метки
Bactec АБП Абсцесс Аллергия Альвеолиты Анализы БЦЖ Беременность Биопсия Бронхи Бронхит Бронхоаденит Бронхоблокация Бронхолитиаз Бронхоскопия Бронхоэктазы Брюшина ВИЧ Вакцинация Витамины Гастрит Гепатит Гипертония Глаза Глотка Гортань Дезинфекция Дети Диабет Диспансер Диссеминированный Желудок Закон Зубы Иммунитет Инфильтративный КУМ Кавернозный Казеозная пневмония Кисты Кишечник Классификация Кожа Коллапсотерапия Кости Кровь Курение ЛФК Лаборатория Лазер Лимфогрануломатоз Лимфоузлы МБТ МЛУ МСЭ Менингит Микобактериоз Микоз Микроскопия Миндалины Мокрота Мониторинг Моча Мочеполовой Наркомания Нервы и психика Обследование Озонирование Опухоль Очаг Очаговый ПТК ПЦР Паротит Патогенетические Первичный Перикардит Печень Питание Пищевод Плазмаферез Плеврит Пневмокониозы Пневмония Побочные Поджелудочная Пожилые Позвоночник Посев Почки Профилактика Пьянство Рак Режимы лечения Рентген Рот Санаторий Санбюллетень Саркоидоз Сердце Симптомы Стационар Суставы Трахея Туб. интоксикация Туберкулома Устойчивость ФВД Фиброзно-кавернозный ХНЗЛ Химиотерапия Хирургия ЦНС Цирротический Шок ЭКГ Эмпиема Эндоскопия Язва