Этиология туберкулеза

Возбудителем туберкулеза являются микобактерии туберкулеза (МБТ), которые в 1882 г. открыл Роберт Кох.

Классификация микобактерий

Домен: Baсteria; Отдел: Актиномицеты; Порядок: Actinomycetales; Подпорядок: Corynebacterineae; Семейство: Mycobacteriaceae; Род: Mycobacterium.

Основным признаком, по которому микобактерии были отнесены к тому или другому виду, является различная патогенность их для разных видов животных и для человека. По патогенным свойствам род Mycobacterium подразделяют на две группы:

1) патогенные и условно-патогенные (потенциально патогенные). 2) сапрофиты.

В настоящее время используется разделение клинически значимых микобактерий на комплексы:

комплекс M. tuberculosis – микобактерии туберкулезного комплекса – это ком­плекс микобактерий, вызывающих туберкулез (M. tuberculosis, M. bovis, M. bovisBCG, M. africanum, M. microti, M. canetti),

комплекс M. avium (M. avium, M. intracellulare),

комплекс M. fortuitum,

комплекс M. terrae.

Такая классификация позволяет объединить виды микобактерий одинаковой кли­нической значимости. Более тонкая характеристика их до видов в большинстве кли­нических случаев не требуется. Патогенными для человека является только МБТ человеческого, бычьего и африканского типов.

По скорости роста род Mycobacterium подразделяют на 3 группы:

1. Быстрорастущие - крупные видимые колонии появляются ранее 7-го дня инкубации (18 видов).

2. Медленнорастущие - крупные видимые колонии появляются после 7 и более дней инкубации (20 видов).

3. Микобактерии, которые требуют специальных условий для роста или не растут на искусственных питательных средах. К этой группе относятся два вида: М. leprae и M. lepraemurium.

По способности к пигментообразованию микобактерии также делят на 3 группы:

1. Фотохромогенные - образуют пигмент лимонно-желтого цвета при росте на свету.

2. Скотохромогенные - образуют пигмент оранжево-желтого цвета при инкубировании в темноте.

3. Нефотохромогенные - пигмента не образуют (независимо от наличия света), иногда культуры имеют светло-желтоватую окраску.

МБТ имеют продолговатый палочковидый вид длиной 1-6 мкм и шириной 0,2-0,5 мкм, неподвижные, имеют большой полиморфизм. Размножение происходит в основном путем простого клеточного деления. Споры и капсулы не образуют. Растут медленно, оптимальная температура роста 37-38°С. Удвоение МБТ наступает через 20-24 часов. При снижении температуры к 29°С, или повышении к 45°С рост МБТ прекращается. За ростовыми свойствами выделяют МБТ, которые растут быстро или медленно и МБТ, что находятся в латентном состоянии. Электронно-микроскопическое исследование МБТ позволило дифференцировать в них микрокапсулу, многослойную клеточную мембрану, цитоплазму с органеллами (гранулы, вакуоли, рибосомы) и ядерную субстанцию (нуклеотид).

Отличительным свойством МБТ является химическая устойчивость, которая проявляется в способности сохранять окраску даже при интенсивном обесцвечивании кислотами, щелочами и спиртом, что обусловлено высоким содержанием в клеточных стенках МБТ миколевой кислоты (С88Н17604), липидов и белков. Микрокапсула состоит из полисахаридов и играет важную роль в жизнедеятельности МБТ, в том числе придает им устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды.

Толстая клеточная стенка, насыщенная липидами, ограничивает клетку снаружи, обеспечивая механическую и осмотическую защиту. Стенка МБТ состоит из четырех слоев. Первый, внутренний, слой образован пептидогликаном; последующие слои включают в себя миколевые кислоты, гликолипиды, воск и корд-фактор, связывающий отдельные клетки в косы и оказывающий токсическое действие на макрофаги при фагоцитозе. Такой состав клеточной стенки определяет устойчивость МБТ к воздействию кислот и щелочей, а также высокую гидрофобность клетки в целом.

Согласно современным представлениям, в состав цитоплазматической мембраны, расположенной под клеточной стенкой, входят липопротеидные комплексы. С мембраной связаны ферментные системы. В цитоплазматической мембране осуществляются процессы, ответственные за специфичность реакций МБТ клетки на факторы окружающей среды.

Цитоплазма МБТ состоит из гранул и вакуолей различной величины. Основная часть мелкогранулярных включений представлена рибосомами, на которых синтезируется специфический белок. Ядерная субстанция М БТ определяет специфические свойства клетки, важнейшими из которых являются синтез белка и передача наследственных признаков потомству.

Для нормального развития МБТ нуждаются в кислороде, поэтому их относят к аэробам. Потребление кислорода микробной клеткой связано с окислительно-восстановительным и процессами в тканях макроорганизма. При формировании гранулем размножение МБТ из-за снижения в них парциального давления кислорода (Р02) замедляется, однако имеются сведения, что некоторые виды МБТ можно рассматривать, как факультативные анаэробы.

В настоящее время полностью расшифрован геном МБТ. Он имеет длину 4 411 529 пар нуклеотидов, которые почти в 70% представлены гуанином и цитозином. Нуклеотид содержит 4000 генов, из которых 60 кодируют компоненты РНК. Для МБТ имеются уникальные гены, в частности гены mtp40n mpb 70, которые применяются для выявления МБТ в полимеразно-цепной реакции (ПЦР).

В естественных условиях МБТ устойчивые к факторам внешней среды и сохраняют жизнеспособность в течение нескольких месяцев. В жидкой среде МБТ погибают при кипячении через 5 минут, а в сухой мокроте при температуре 100° С – через 45 минут. Под воздействием солнечных лучей они погибают через 1-2 минуты, а в мокроте – через 4 часа. Под воздействием дезинфицирующих средств (хлорамин, пюржавель, жавелион, дезоксон-1 и 4, клорсепт и т.д.) МБТ погибают через 3-5 часов. Под воздействием неблагоприятных условий и противотуберкулезных препаратов МБТ способные к изменчивости: они трансформируются в более стойкие, не чувствительные к этим условиям формы (фильтрующиеся, L- формы) – персистенция МБТ, но при благоприятных условиях они способны к реверсии – приобретать классическую форму МБТ с патогенными свойствами. При этом у них может формироваться резистентность к противотуберкулезным препаратам (ПТП).

Патогенность– основной видовой признак МБТ - возможность МБТ вызвать заболевание. Главный фактор патогенности - токсичный гликолипид - корд-фактор. Корд-фактор обусловливает токсическое действие на ткани и защищает МБТ от элиминации.

Вирулентность- степень патогенности; возможность роста и размножения микобактерий в определенном макроорганизме и способность вызвать специфические патологические изменения в органах. Вирулентным считают штамм микобактерий, если он в дозе 0,1- 0,01 мг вызывает заболевание туберкулезом, а через 2 месяца - смерть морской свинки массой 250-300 г. Если после введения этой дозы животные умирает через 5-6 месяцев, то этот штамм считают слабовирулентным. У МБТ не выявлено каких-либо эндотоксинов, экзотокси­нов или гистолитических ферментов. Их патогенное действие связано, главным образом, со способностью избегать губительного влияния макро­фагов и вызывать реакции гиперчувствительности замедленного типа. Это обеспечивается5 компонентами клеточной стенки МБТ. Первым таким компонентом являетсякорд-фактор (фактор жгутообразования), «вынуждающий» МБТ растиin vitroв виде извитых жгу­тов. Вирулентные штаммы возбудителя имеют этот фактор на поверхно­сти бактериальной клетки, а авирулентные штаммы им не обладают. Доказано, что вве­дение очищенного корд-фактора подопытным мышам вызывает у них формирование типичных туберкулезных гранулем. Вторым компонентом считаютсясульфамиды, представляющие собой серосодержащие гликолипиды бактериальной поверхности и присущие тоже только вирулентным штаммам. Они предупреждают слияние фагосом макрофагов, содержа­щих фагоцированные МБТ, с лизосомами. Третий компонент клеточной стенки —фактор, подав­ляющий активацию макрофагов - липоарабиноманнан (LAM-фактор). Он представляет собой главный гетерополисахарид, по строению сходный с эндотоксином грамотрицательных микробов и выполняющий функцию подавления ИФН-γ. LAM обеспечивает также выработку макрофагами ФНО-а, вызывающего лихорадку, снижение массы тела и по­вреждение тканей, а также выработку интерлейкина-10, тормозящего пролиферацию Т-лимфоцитов. Четвертым компонен­том является высокоиммуногенныйбелок теплового шока с молекуляр­ной массой 65 кДа. Этот белок возбудителей туберкулеза, по строению сходный с белками теплового шока человека, возможно, играет опреде­ленную роль в развитии аутоиммунных реакций, вызываемых микобактериями. Пятый компонент —комплемент, активированный на поверхно­сти микобактерии и способный опсонизировать возбудителей и облег­чать их поглощение посредством макрофагального комплементного ре­цептора CR3 (интегрина МАС-1).

Микобактерии выделяются в различных странах мира от людей, теплокровных и холоднокровных животных, страдающих заболеваниями легких, кожи, мягких тканей и лимфатических узлов. Эти заболевания получили название микобактериозов, которые вызываются представителями рода нетуберкулезными микобактериями (НТМБ), по клинической картине иногда очень схожи с туберкулезом. В среднем распространенность НТМБ в ряде территорий России составила от 0,5 до 6,2%. Наиболее часто встречаемые виды – M.avium-intracellularae, вызывающий до 60% случаев микобактериозов легких,M.kansasii, M.xenopiiи другие. Микобактериозы часто встречаются у больных с ВИЧ-инфекцией, являясь своеобразным маркером иммунодефицита человека. Другие виды микобактерий, такие какM.smegmatis,могут обнаруживаться на внешних тканях и органах в качестве сапрофитов. Отдельную группу составляют возбудители проказыM.leprae.

Различают три типа микобактериозов, зависящих от вида МБТ и иммуннитета:

I. Генерализованные инфекции с развитием видимых невооруженным глазом патологических изменений, внешне напоминающих туберкулезные, но гистологически несколько отличающиеся от них.

II. Локализованные инфекции, характеризующиеся наличием макро - и микроскопических поражений, выявляемых в определенных участках тела.

III. Инфекции, протекающие без развития видимых поражений; возбудитель обнаруживается в лимфатических узлах внутриклеточно или внеклеточно.