1. История туберкулёза. Роберт Кох. Открытие микобактерии туберкулёза.

Заболевание людей туберкулезом известно с древних времен. Последствия туберкулеза позвоночника были найдены в скелете человека, который жил в каменном

веке, т. е. около 5 тыс. лет назад. Яркие проявления туберкулеза — кашель, мокрота, кровохарканье, истощение —описаны Гиппократом, Галеном, Авиценной. Впервые слово «tuberculum» употребил в XVI в. французский анатом Я. Сильвиус при опи- сании поражений легких у больных, умерших от ≪бугорчатки≫

Науку о туберкулезе в 1689 г. Р. Мортон впервые назвал ≪фтизиологией

Туберкулез — инфекционное и социально зависимое заболевание. В середине XIX в. французский морской врач Б. Вильмен наблюдал распространение туберкулеза на корабле от одного больного матроса. Для доказательства инфекционной природы туберкулеза Вильмен собирал мокроту больных и пропитывал ею подстилку для морских свинок. Свинки заболевали туберкулезом и умирали от него. В 1882 г. германский бактериолог Роберт Кох открыл возбудителя туберкулеза, которого назвали бациллой Коха. Кох обнаружил возбудителя при микроскопическом исследовании мокроты больного ту-

беркулезом после окраски препарата везувином и метиленовым синим. Впоследствии он выделил чистую культуру возбудителя туберкулеза и затем вызвал ею туберкулез у подопытных животных (триада Коха).

На заседании Физиологического общества в Берлине 24 марта 1882 г. Кох сделал доклад ≪Этиология туберкулеза≫,В 1905 г. ему была присуждена Нобелевская премия. 24 марта объявлен официальным Всемирным днем борьбы с туберку-лезом. В 1890 г. Кох впервые получил туберкулин, который описал как ≪водно*глицериновую вытяжку туберкулезных культур≫. Надежды на профилактическое и лечебное значение туберкулина не оправдались. Чешский патологоанатом А. Гон в 1912 г. описал обызвествленный первичный туберкулезный очаг ( очаг Гона). В 1904 опубликованы оригинальные работы гА. И. Абрикосова, в которых детально излагалась картина очаговых изменений в легких при начальных проявлениях легочного туберкулеза у взрослых (очаг Абрикосова).

Кох впервые установил изменение чувствительности организма к повторному введению возбудителя туберкулеза (феномен Коха). На этом основании он в 1890 г. предложил для диагностики туберкулеза подкожную пробу с введением туберкулина.

В 1907 г. австрийский педиатр и иммунолог К. Пирке предложил накожную пробу с туберкулином

В 1910 г. Ш. Манту и Ф. Мендель предложили внутрикожный метод введения. В настоящее время внутрикожный метод широко известен как проба Манту. В 1919 г. фран-

цузский микробиолог А. Кальметт и ветеринарный врач К. Герен создали вакцинный штамм МБТ для противотуберкулезной вакцинации людей. Впервые вакцина БЦЖ была введена новорожденному ребенку в 1921 г.

Развитие методов лечения

1882г – искусственный пневмоторакс. С 30-х годов – хирургическое удаление доли. В 1943 г –стрептомицин . С 1954г – рифампицин, этамбутол

———————————————————————————————————————————

2. Mycobacterium tuberculosis complex. Классификация, микробиологические свойства.

Возбудитель туберкулеза, открытый в 1882 г. R. Koch, относится к классу Schizomycetes, порядку Actinomicetales, семейству Mycobacteriaceae, роду Mycobacterium.

Большинство видов микобактерий туберкулеза (МБТ) относятся к сапрофитным микробам.

Группа облигатных паразитов среди МБТ незначительна и представлена пятью видами, которые образуют группу Mycobacterium tuberculosis complex:

• М. tuberculosis humanus — 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 тиацетазону);

• 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 МБТ 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 humanus, a M. tuberculosis bovis и М. tuberculosis africanum 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 микобактериями, получили название микобактериозов. Вследствие естественной устойчивости 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. avium, M. inracellulare, М. ulcerans, M. paratuberculosis, M. heamophilum. Первые три группы отличаются тем, что они медленно (1 — 12 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 МБТ используют световую и люминесцентную микроскопию, культуральные методы и автоматизированные системы. Достаточно активно развиваются и молекулярно-генетические методы. Исследование различных диагностических материалов для выявления МБТ играет ведущую роль в диагностике туберкулеза.

Химический состав МБТ сложен и своеобразен. В состав микобактериальной клетки входят вода (85,9%), белки, углеводы, липиды и минеральные соли.

Липиды составляют от 10 до 40% сухого вещества; наиболее активной фракцией является фосфатидная. Она вызывает в интактном организме специфическую тканевую реакцию с образованием эпителиоидных и гигантских клеток Пирогова-Лангханса.

Главными гликопептидами являются сульфопептиды, фосфатидилинозитоманнозиды, микозиды и арабинолипиды (трегалоза-6,6-димико-лат), определяемые как корд-фактор, который обусловливает склеивание МБТ и их рост в виде кос на питательных средах. Эти вещества являются эндотоксинами.

Корд-фактор, или фактор вирулентности, расположен в виде монослоя и состоит на 30% из трегалазы и на 70% из миколевой кислоты; с ним связывают устойчивость МБТ к воздействию растворами кислот, щелочей и спиртом.

На белковый компонент, состоящий из различных туберкулопротеинов, приходится 56% сухого вещества. В его состав входят почти все известные аминокислоты. Минеральные вещества — кальций, фосфор, магний, калий, железо, цинк и марганец в виде различных соединений составляют около 6%.

МБТ — грамположительные прямые или слегка изогнутые неподвижные палочки, патогенные для человека и многих видов животных. Наиболее восприимчивыми к заражению считаются морские свинки.

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.

МБТ по форме напоминают палочки длиной 1 — 10 (чаще 1—4) мкм, шириной 0,2—0,7 мкм; по виду могут быть гомогенными или зернистыми со слегка загнутыми краями.

Электронно-микроскопическое исследование МБТ позволило дифференцировать в них микрокапсулу, многослойную клеточную мембрану, цитоплазму с органеллами (гранулы, вакуоли, рибосомы) и ядерную субстанцию (нуклеотид).

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 (фактор вирулентности), 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.

Размножение МБТ происходит путем простого деления клетки. При электронно-микроскопическом исследовании установлено, что деление начинается с двухстороннего вдавления цитоплазматической мембраны в цитоплазму. При соединении этих перегородок образуются две дочерние особи. Цикл простого деления материнской клетки на две дочерние занимает от 13-14 ч до 18—24 ч. Микроскопически видимый рост микроколоний на жидких средах можно обнаружить на 5—7-й день, видимый рост колоний на поверхности твердой среды — на 12—20-й день.

Известен более сложный цикл деления — почкование. На определенном этапе крупное гранулярное образование на одном из полюсов клетки, окруженное небольшой частью цитоплазмы, начинает перемещаться к периферии клетки, образуя выпуклость на поверхности клеточной мембраны. В дальнейшем бугорок увеличивается в размерах и отпочковывается от материнской клетки в виде образования кокковидной формы.

Внутри этих форм происходит ряд превращений, в результате которых в них постепенно формируются обычные кислотоустойчивые палочки. Весь цикл размножения и воспроизводства продолжается примерно 7—9 суток.

Другим возможным способом размножения МБТ является спорообразование, что роднит их с актиномицетами. При этом процессе в цитоплазме клетки происходит увеличение нескольких шаровидных структур, имеющих вид зерен. Медленно исчезает цитоплазма, зерна освобождаются из клетки и могут в дальнейшем прорастать в новые особи. У МБТ выделены два гена (sigF nwhi В) образования спор, которые действуют в латентной фазе роста возбудителя.

Одним из характерных свойств МБТ является их способность изменяться под воздействием внешних факторов. Полиморфизм возбудителя проявляется в образовании нитевидных актиномицетных, кокковидных и лекарственно-устойчивых форм.

Другой формой клеточного полиморфизма является образование L-форм, обусловленное утратой плотной клеточной стенки и образованием сферопластов, окруженных цитоплазматической мембраной, сходной с мембраной клеток макроорганизма.

В связи с такой перестройкой меняется не только морфология МБТ, но и антигенный состав, и степень патогенности для человека и животных.

L-формы МБТ устойчивы к большинству противотуберкулезных препаратов и характеризуются резко сниженным уровнем метаболизма и ослабленной вирулентностью. L-формы могут длительное время персистировать в организме и поддерживать противотуберкулезный иммунитет. При снижении иммунореактивности организма они способны активизироваться, превращаться в типичные микобактерии, вызывая реактивацию специфического процесса. Выявлен ген участвующий в превращении типичных МБТ в L-формы.

МБТ могут также существовать в виде ультрамелких фильтрующихся форм, представляющих собой частицы (0,22—0,24 мкм) округлой формы, некоторые из них окружены плотной клеточной стенкой.

Таким образом, МБТ имеют свой закономерный факультативный цикл развития: существование и размножение в виде типичных палочковидных микобактерий при благоприятном для них состоянии окружающей среды.

При неблагоприятном изменении каких-либо параметров среды обитания МБ утрачивают клеточную стенку и трансформируются в L-формы, обладающие повышенной устойчивостью к вредным воздействиям — гипоксии, действию противотуберкулезных препаратов и др.

Они приобретают способность долго сохраняться и даже размножаться почкованием в виде зернистых различной величины шаров. При длительном неблагоприятном воздействии (например, продолжительный курс химиотерапии) зернистые шары (Z-формы) могут распадаться на мельчайшие некислотоустойчивые фильтрующиеся формы. При исключении неблагоприятных факторов фильтрующиеся и L-трансформированные формы МБТ реверсируются в классическую палочковидную форму.

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 геноме представлены гены разнообразных ферментов, необходимые для липидного обмена, гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и глиоксилатного пути.

Видоспецифические антигены МБТ находятся в клеточной стенке. Они вызывают в организме развитие реакций клеточного иммунитета и антителообразование. Антигенными свойствами обладают также белки, полисахариды и липиды.

В последнее время ведутся интенсивные исследования по выделению и очистке различных антигенных компонентов МБТ с последующим испытанием их иммунологических свойств. Такие антигены могут быть получены как из фильтратов культур, так и разрушенных разными способами микобактерий с помощью методов физико-химического воздействия, либо аффинной хроматографии на поли- или моноклональные антитела, либо с использованием генной инженерии.

Белки вызывают кожные реакции и стимулируют лимфоциты в культуре ткани у зараженных МБТ морских свинок. Низкомолекулярные белки, полученные из фильтратов культур МБТ, обладают туберкулиновой активностью. Высокомолекулярные белки могут вызывать повышенную чувствительность (гиперчувствительность) замедленного типа (ГЗТ) и усиливать фагоцитоз макрофагов.

В серологических реакциях участвуют преимущественно полисахариды МБТ, главными из которых являются глюкан, маннан, арабиноманнан и арабиногалактан.

Липиды также обладают иммунологической активностью и обеспечивают в различных антигенных комплексах адъювантное действие. Фосфатидная фракция липидов вызывает специфическую тканевую реакцию с образованием в организме экспериментальных животных (морские свинки) эпителиоидных и гигантских клеток Пирогова-Лангханса.

МБТ обладают большой устойчивостью к неблагоприятным воздействиям внешних физических и химических факторов вследствие особенностей клеточной стенки и высокого содержания в ней липидов.

В почве и воде МБТ остаются жизнеспособными около года. В высохшей мокроте они могут сохраняться до 10—12 мес (в жилом помещении), в книгах — 3—4 мес.

Лиофилизированные и замороженные МБТ сохраняют жизнеспособность 30 и более лет. Сухой жар при 100 °С оказывает на них губительное действие в течение 60 мин.

В сыром молоке МБТ выживают 14—18 сут, скисание молока не ведет к их гибели. В масле и сыре МБТ не погибают в течение 8—10 мес. При прогревании молока они выдерживают нагревание 55—60 °С в течение 60 мин, нагревание 70 °С — в течение 20 мин, кипячение убивает МБТ в течение нескольких минут.

Характерной особенностью МБТ является их устойчивость к химическим веществам: кислотам, щелочам, спирту. Слабые растворы серной кислоты или 10—15% гидроксид натрия не убивают МБТ в течение 30 мин.

Более длительное воздействие концентрированных растворов кислот оказывается для них губительными: 5% раствор карболовой кислоты и 5% раствор формалина убивают МБТ в мокроте в течение 24 ч.

Препараты йода и хлора обладают высоким бактерицидным действием: 2% раствор хлорной извести убивает МБТ в течение 24—48 ч, более высокие концентрации препаратов хлора (5% раствор хлорамина и 10-20% растворы хлорной извести) вызывают их гибель в течение нескольких часов.

———————————————————————————————————————————