Мишин В.Ю., Григорьев Ю.Г., Митронин А.В., Завражнов С.П. Фтизиопульмонология: Учебник

Подождите немного. Документ загружается.

Этиология туберкулеза 31

Рис. 2.1.

Электронограмма.

Ув. 20 000. Ульстроструктура

МБТ.

МК — микрокап-

сула,

ММ

— многослойная клеточная мембрана, Н —

нуклеотид,

О — органеллы

МБТ по форме напоминают палочки длиной 1 — 10 (чаще 1—4) мкм,

шириной 0,2—0,7 мкм; по виду могут быть гомогенными или зернисты-

ми со слегка загнутыми краями.

Электронно-микроскопическое исследование МБТ позволило диф-

ференцировать в них микрокапсулу, многослойную клеточную мембра-

ну, цитоплазму с органеллами (гранулы, вакуоли, рибосомы) и ядерную

субстанцию (нуклеотид) (рис. 2.1).

Микрокапсула состоит из полисахаридов и играет важную роль в жиз-

недеятельности МБТ, в том числе придает им устойчивость к неблаго-

приятным воздействиям внешней среды.

Толстая клеточная стенка, насыщенная липидами, ограничивает клет-

ку снаружи, обеспечивая механическую и осмотическую защиту. Стен-

ка МБТ состоит из четырех слоев. Первый, внутренний, слой образован

пептидогликаном; последующие слои включают в себя миколевые кис-

лоты, гликолипиды, воск и корд-фактор (фактор вирулентности), свя-

зывающий отдельные клетки в косы и оказывающий токсическое дей-

ствие 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 цитоплазматиче-

ской мембраны, расположенной под клеточной стенкой, входят липо-

протеидные комплексы. С мембраной связаны ферментные системы.

В цитоплазматической мембране осуществляются процессы, ответ-

ственные за специфичность реакций МБТ клетки на факторы окружа-

ющей среды.

Цитоплазма

МБТ

состоит из гранул и вакуолей различной величи-

ны. Основная часть мелкогранулярных включений представлена рибо-

сомами, на которых синтезируется специфический белок.

Глава 2

Ядерная субстанция М

БТ

определяет специфические свойства клет-

ки, важнейшими из которых являются синтез белка и передача наслед-

ственных признаков потомству.

Для нормального развития

МБТ

нуждаются в кислороде, поэтому их

относят к аэробам. Потребление кислорода микробной клеткой связано

окислительно-восстановительным

и процессами в тканях макроорга-

низма. При формировании гранулем размножение МБТ из-за сниже-

ния в них парциального давления кислорода

(РО

)

замедляется, однако

имеются сведения, что некоторые виды МБТ можно рассматривать, как

факультативные анаэробы.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

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 дочер-

ние особи (рис. 2.2).

Цикл простого деления материнской клетки на две дочерние зани-

мает от

13—14

ч до 18—24 ч. Микроскопически видимый рост микроко-

лоний 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 определен-

ном этапе крупное гранулярное образование на одном из полюсов клет-

ки, окруженное небольшой частью цитоплазмы, начинает перемещать-

ся к периферии клетки, образуя выпуклость на поверхности клеточной

мембраны. В дальнейшем бугорок

увеличивается в размерах и отпоч-

ковывается от материнской клетки

в виде образования кокковидной

формы. Внутри этих форм проис-

ходит ряд превращений, в резуль-

тате которых в них постепенно

формируются обычные кисло-

тоустойчивые палочки. Весь цикл

размножения и воспроизводства

продолжается примерно 7—9 суток.

Рис. 2.2. Электронограмма. Ув. 50 000. Другим возможным способом

МБТ в стадии поперечного деления. размножения МБТ является спо-

Этиология туберкулеза

рообразование, 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 осо-

би. У МБТ выделены два гена (sig

whi

В) образования спор, которые

действуют в латентной фазе роста возбудителя.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Одним из характерных свойств МБТ является их способность изме-

няться под воздействием внешних факторов. Полиморфизм возбудите-

ля проявляется в образовании нитевидных

актином

цетных, кокковид-

ных и лекарственно-устойчивых форм.

Другой формой клеточного полиморфизма является образование

L-форм,

обусловленное утратой плотной клеточной стенки и образо-

ванием сферопластов, окруженных цитоплазматической мембраной,

сходной с мембраной клеток макроорганизма (рис. 2.3).

В связи с такой перестройкой меняется не только морфология МБТ,

но и антигенный состав, и степень патогенности для человека и живот-

Рис.

2.3. Электронограмма. Ув. 20 000.

L-форма

МБТ

Глава 2

ных.

L-формы

МБТ устойчивы к большинству противотуберкулезных

препаратов и характеризуются резко сниженным уровнем метаболизма

и ослабленной вирулентностью.

L-формы

могут длительное время пер-

систировать в организме и поддерживать противотуберкулезный имму-

нитет. При снижении иммунореактивности организма они способны

активизироваться, превращаться в типичные микобактерии, вызывая

реактивацию специфического процесса. Выявлен ген (/с/), участвующий

в превращении типичных МБТ в L-формы.

МБТ могут также существовать в виде ультрамелких фильтрую-

щихся форм, представляющих собой частицы (0,22—0,24 мкм) округ-

лой формы, некоторые из них окружены плотной клеточной стенкой

(рис. 2.4).

Таким образом, МБТ имеют свой закономерный факультативный

цикл развития: существование и размножение в виде типичных палоч-

Рис.

2.4. Элекронограмма. Ув. 35 000. 1 — типичная

МБТ;

2 — ультрамелкая фор-

ма МБТ

Этиология туберкулеза 35

ковидных

микобактерий

при благоприятном для них состоянии окру-

жающей среды. При неблагоприятном изменении каких-либо парамет-

ров среды обитания МБ утрачивают клеточную стенку и трансформи-

ровуются 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 величи-

ны шаров. При длительном неблагоприятном воздействии (например,

продолжительный курс химиотерапии) зернистые шары

(Z-формы)

мо-

гут распадаться на мельчайшие некислотоустойчивые фильтрующиеся

формы. При исключении неблагоприятных факторов фильтрующиеся

/.-трансформированные

формы

МБТ

реверсируются в классическую

палочковидную форму.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

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

mtp40nmpb70,

которые применяются для выявления МБТ

в полимеразно-цепной реакции (ПЦР).

В геноме представлены гены разнообразных ферментов, необходи-

мые для липидного обмена, гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и

глиоксилатного пути.

АНТИГЕННАЯ СТРУКТУРА

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 спо-

собами микобактерий с помощью методов физико-химического воздей-

ствия, либо аффинной хроматографии на поли- или моноклональные

антитела, либо с использованием генной инженерии.

36 Глава 2

Белки с молекулярной массой 45 000 и 48 000 кДа вызывают кожные

реакции и стимулируют лимфоциты в культуре ткани у зараженных М БТ

морских

свинок

Низкомолекулярные белки с молекулярной массой 10 000, 28 000—

30 000 кДа, полученные из фильтратов культур

МБТ,

обладают туберку-

линовой активностью. Высокомолекулярные белки с молекулярной мас-

сой до 150 000 кДа могут вызывать повышенную чувствительность

(гиперчувствительность) замедленного типа (ГЗТ) и усиливать фагоци-

тоз макрофагов.

В серологических реакциях участвуют преимущественно полисаха-

риды МБТ, главными из которых являются глюкан, маннан, арабино-

маннан и арабиногалактан. Липиды также обладают иммунологической

активностью и обеспечивают в различных антигенных комплексах адъ-

ювантное действие. Фосфатидная фракция липидов вызывает специфи-

ческую тканевую реакцию с образованием в организме эксперименталь-

ных животных (морские свинки) эпителиоидных и гигантских клеток

Пирогова-Лангханса.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ФАКТОРАМ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

МБТ обладают большой устойчивостью к неблагоприятным воздей-

ствиям внешних физических и химических факторов вследствие особен-

ностей клеточной стенки и высокого содержания в ней липидов.

В почве и воде МБТ остаются жизнеспособными около года. В вы-

сохшей мокроте они могут сохраняться до 10—12 мес (в жилом помеще-

нии), в книгах — 3—4 мес.

Лиофилизированные и замороженные

МБТ

сохраняют жизнеспособ-

ность 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

течение нескольких минут.

Характерной особенностью МБТ является их устойчивость к хими-

ческим веществам: кислотам, щелочам, спирту. Слабые растворы сер-

ной 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 кис-

Этиология туберкулеза 37

лоты 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 вы-

сокие концентрации препаратов хлора (5% раствор хлорамина и 10-20%

растворы хлорной извести) вызывают их гибель в течение нескольких

часов.

ГЛАВА 3

ЭПИДЕМИОЛОГИЯ ТУБЕРКУЛЕЗА

Эпидемиология занимается изучением возникновения и распро-

странения любого инфекционного заболевания в популяции лю-

дей, в том числе и туберкулеза. Конкретный механизм, определяющий

возникновение эпидемий среди населения, называется эпидемиче-

ским процессом.

Основоположник современного учения об эпидемическом процессе

Л.В.

Громашевский выделил в его структуре три основных звена:

1 — источник инфекции;

2 — механизмы и пути передачи инфекции;

3 — восприимчивый организм.

Источником инфекции при туберкулезе являются человек, больной тубер-

кулезом легких, или животное (чаще крупный рогатый скот). Основной

источник инфекции — больной открытой или заразной формой тубер-

кулеза, выделяющий во внешнюю среду

МБТ.

Это, как правило, боль-

ные с наличием воспалительных изменений и полостей распада в лег-

ком. МБТ у таких больных могут быть выявлены двумя методами —

микроскопией мокроты и посевом ее на питательные среды. Именно эта

категория больных составляет в настоящее время основной резервуар

туберкулезной инфекции в обществе. По данным ВОЗ, один такой боль-

ной может за сутки выделять до 7 млрд

МБТ.

Вторым по значимости источником заражения является крупный

рогатый скот, больной туберкулезом. При этом наибольшая опасность

создается для животноводов и других работников, контактирующих с

больными животными. Другие животные — свиньи, овцы, кошки и со-

баки имеют меньшее эпидемическое значение.

Пути передачи туберкулезной инфекции: аэрогенный, алиментарный, кон-

тактный и внутриутробный.

Особое эпидемическое значение имеет аэрогенный путь передачи ту-

беркулеза.

Количество и концентрация МБТ в мокроте, продуцируемой источ-

ником инфекции, варьирует от

—10

при ограниченных поражениях

легких и до

—10

— при кавернозных процессах.

При кашле, чиханье и разговоре больного туберкулезом легких, в воз-

духе всегда присутствуют частицы, содержащие МБТ, и при этом ин-

Эпидемиология туберкулеза 39

фекция

рассеивается на расстояние 80—100 см. При одном лишь чиха-

нье выделяется более миллиона частиц диаметром менее 100

мкм.

Подобные частицы образуют капельные ядрышки, жидкое содержи-

мое которых испаряется в атмосферном воздухе, а капельные ядрышки

рассеиваются в пределах 1 м от своего источника. Они оседают крайне

медленно (около 12 мм/мин) и остаются взвешенными в воздухе дли-

тельные периоды времени. Каждое из капельных ядрышек может содер-

жать от 3 до

МБТ.

Пылевые частицы также содержат МБТ, но они гораздо меньше ка-

пельных ядрышек и могут повторно подниматься в воздух, находясь дли-

тельное время в дисперсном состоянии. Распространяясь воздушными

потоками и через вентиляционные системы, они служат переносчиком

инфекции, при этом 5—10% МБТ выживают в течение 6 ч. Большинство

пылевых частиц более 5 мкм задерживаются в полости носа, в то время

как частицы размером 0,1 мкм остаются во взвешенном состоянии и

могут достичь альвеол.

Существует критический диапазон размера частиц, который обеспе-

чивает максимальное продвижение при вдыхании и их задержку в дыха-

тельных путях, что приводит к развитию инфекции. Этот критический

диапазон — примерно 1—5 мкм.

При аэрогенном заражении, по экспериментальным данным, для

возникновения в легких туберкулезной гранулемы необходимо всего

три МБТ.

Естественно, что опасность заражения возрастает при невыполнении

больными правил личной гигиены, недостаточной текущей дезинфек-

ции или ее отсутствия, некачественной уборке помещения. В связи с тем,

что М БТ обладают высокой устойчивостью к воздействию внешних фак-

торов, они длительное время (месяцы и годы) могут сохранять жиз-

неспособность и патогенность в почве и сточных водах, при низкой тем-

пературе и обработке многими дезинфицирующими средствами.

Аспирационный путь заражения наиболее опасен и заслуживает особо-

го внимания; он является основным и при заражении лиц, контактиру-

ющих с животными, больными туберкулезом.

Заражение человека возможно также алиментарным путем через пи-

щевые продукты, инфицированные МБТ, полученные от больных ту-

беркулезом животных или же при употреблении в пищу плохо прова-

ренного инфицированного мяса, не кипяченого или не пастеризованного

молока или приготовленных из них продуктов. Вместе с тем вероятность

развития заболевания при этом пути заражения в 10 тыс. раз меньше,

40 Глава 3

чем при аэрогенном пути инфицирования, так как возбудитель весьма

чувствителен к кислой среде желудка. В этих случаях риск заражения

возрастает

лиц

с пониженной кислотностью желудочного сока или при

попадании возбудителя в межсекреторный период, когда содержание

соляной кислоты в желудке минимальное.

Контактный путь передачи туберкулеза через поврежденные кожные

покровы встречается довольно редко, и в основном имеет место у пато-

логоанатомов, судебных медиков при вскрытии трупов больных, умер-

ших от туберкулеза, Реже этот путь передачи инфекции встречается сре-

ди врачей других специальностей, в том числе хирургов и стоматологов,

при повреждении кожных покровов во время лечебно-оперативных вме-

шательств и несоблюдении соответствующих мер предосторожности.

Однако существенного эпидемического значения этот путь передачи

инфекции не имеет.

Внутриутробный путь заражения встречается крайне редко и связан

со специфическими поражениями плаценты у женщин, больных диссе-

минированным туберкулезом. Возможность заражения имеется и при

специфическом поражении родовых путей, аспирации новорожденны-

ми инфицированных

околоплодных

вод.

От больного туберкулезом человека заражение происходит обычно

человеческим типом

МБТ

и в большинстве случаев поражаются органы

дыхания. Опасным для человека является и бычий тип МБТ. Осо-

бенностью течения заболевания туберкулезом, вызванного бычьим ти-

пом, является частое поражение мочеполовых органов и перифери-

ческих лимфатических узлов, лекарственная устойчивость к пирази-

намиду.

На уровне восприимчивого организма заканчивается эпидемический про-

цесс и начинается непосредственно инфекционный процесс. Он протека-

ет в организме конкретного человека и представляет собой модель слож-

ных взаимоотношений макро- и микроорганизма, зависящих от

многочисленных факторов, которые определяются как патогенез ту-

беркулеза.

Возможность развития активного туберкулеза определяется различ-

ными факторами: массивностью инфекции, длительностью контакта с

источником инфекции, входными путями инфекции и состоянием ре-

зистентности организма человека. Из четырех указанных факторов наи-

большее значение имеет уровень резистентности организма человека.

Установлено, что генерализованные и остропрогрессирующие формы