Возбудитель туберкулёза

Возбудителями туберкулеза являются кислотоустойчивые микобактерии (род Mycobacterium). Всего известны 74 вида таких микобактерий. Они широко распространены в почве, воде и среди людей. Однако туберкулез у человека вызывают Mycobacterium tuberculosis (человеческий вид), Mycobacterium bovis (бычий вид) и Mycobacterium africanum (промежуточный вид). Эти виды микобактерий способны проникать, жить и размножаться в организме человека. Их присутствие обусловливает специфические морфологические и функциональные изменения в органах и тканях, которые клинически проявляются как инфекционное заболевание — туберкулез.

Основной видовой признак МБТ — патогенность. Степень патогенности проявляется в их вирулентности. Вирулентность — важное и весьма динамичное специфическое свойство возбудителя туберкулеза. Основу вирулентности формируют генетическая структура и физико-химические особенности микробного штамма. Вирулентность может существенно изменяться под воздействием факторов внешней среды и по-разному проявляться в зависимости от состояния макроорганизма, который подвергается бактериальной агрессии.


Нарушение защитных барьерных механизмов, иммунодефицит, гормональный дисбаланс, метаболические расстройства снижают устойчивость к туберкулезной инфекции. В этих условиях степень патогенности микобактерий возрастает, и вероятность заболевания туберкулезом у инфицированного человека увеличивается.

Туберкулез у людей наиболее часто возникает при заражении человеческим видом возбудителя. Его обнаруживают более чем у 90 % взрослых и детей с туберкулезом органов дыхания и 80—85 % больных внелегочным туберкулезом. МБТ бычьего вида выявляют у 10—15 % больных туберкулезом легких и 15—20 % —туберкулезом кожи, костей и суставов, периферических лимфатических узлов, мочеполовой системы. Выделение МБТ бычьего вида отмечается преимущественно у жителей сельской местности при наличии больных туберкулезом животных. В подобных районах часто диагностируют вне-легочные формы туберкулеза. Промежуточный вид микобактерий является причиной туберкулеза не более чем у 3 % больных. Среди кислотоустойчивых микобактерий выделяют такие, которые по культуральным и биохимическим свойствам отличаются от МБТ.


Их называют атипичными (нетуберкулезными) микобактериями. Некоторые из них условно-патогенны для человека. Так, у лиц с иммунодефицитом (ВИЧ-инфекцией) они вызывают заболевания легких и других органов — микобактериозы, которые по морфологическим и клиническим признакам сходны с туберкулезом.

Генетика. МБТ подвергались детальному изучению с различных позиций. Крупным научным достижением конца XX в. явилась полная расшифровка их генома. Она была осуществлена с помощью фаготипирования туберкулезного возбудителя. Первый микобактериофаг получили в 1947 г. Гарднер и Вейзор. В настоящее время известно более 250 фагов микобактерий, исследована структура генома фага L5, которая позволяет судить и о генетической структуре МБТ. В 1993 г. Хетфул и Заркис установили, что геном микобактериофага L5 состоит из 52 297 пар нуклеотидов. На основании алгоритма предпочтительного использования кодонов были локализованы гены, кодирующие белки туберкулезного возбудителя. Геном МБТ содержит более 4 млн нуклеотидов и 4 тыс. генов. Составление интегрированной карты МБТ в основном было завершено в 1998 г.


В настоящее время продолжаются углубленные исследования ранее установленной последовательности молекул ДНК в хромосомах и плазмидах микобактерий. Исследование генетической структуры МБТ является основой для разработки новых подходов к лечению туберкулеза (генная терапия) и создания рекомбинантных противотуберкулезных вакцин.

Строение. МБТ относятся к прокариотам (надцарство Procaryotae). Ядро у них примитивное — без оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов), а в цитоплазме нет высокоорганизованных органелл (митохондрий, аппарата Гольджи, лизосом). Форма МБТ подобна слегка изогнутой или прямой палочке длиной 1 — 10 мкм и шириной 0,2—0,6 мкм со слегка закругленными концами. Обычно они длинные и тонкие, а возбудители бычьего вида более толстые, короткие. Микобактерии неподвижны, не образуют эндоспор и капсул. В бактериальной клетке дифференцируют микрокапсулу, стенку из 3—4 слоев толщиною 200—250 нм, цитоплазму, цитоплазматическую мембрану и ядерную субстанцию — нуклеотид. Микрокапсула — слизистое образование толщиной менее 2 мкм, выявляемое только при электронной микроскопии.


Она прочно связана с клеточной стенкой бактерии и имеет четкие внешние очертания. Микрокапсула оберегает микобактерию от действия факторов внешней среды. Сама микрокапсула, состоящая в основном из полисахаридов, не токсична и не обладает антигенными свойствами, но проявляет высокую серологическую активность.

Клеточная стенка ограничивает микробную клетку снаружи, обеспечивает стабильность размеров и формы микобактерии, ее механическую, осмотическую и химическую защиту от действия щелочи и кислоты. В состав клеточной стенки входят липиды, с фосфатидной фракцией которых связывают вирулентность микобактерий. Фактор вирулентности называют корд-фактором. Это название происходит от английского слова cord, что означает жгут или веревка. Оно возникло потому, что рост вирулентных микобактерий в культуре сопровождается формированием их микроколоний в виде жгутов или кос. Основой корд-фактора является токсичный гликолипид — 6,6-димиколат трегалозы. Наряду с другими кислыми липидами он определяет способность возбудителя туберкулеза повреждать макрофаги и препятствовать завершенному фагоцитозу.


Корд-фактор наряду с другими кислыми липидами стимулирует продукцию фактора некроза опухолей (ФНО) — кахектина. Видоспецифические антигены клеточной стенки обусловливают защитные реакции клеточного иммунитета. В организме здоровых животных клеточная стенка МВТ индуцирует специфическую тканевую воспалительную реакцию с образованием гранулемы, вызывает развитие гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и слабое образование антител. В случаях развития устойчивости МБТ к противотуберкулезным препаратам наблюдается утолщение клеточной стенки.

Бактериальная цитоплазма имеет гомогенный вид и содержит гранулы, микрогранулы, иногда вакуоли. Жидкую часть цитоплазмы образуют растворимые белки, рибонуклеиновые кислоты. Гранулы формируются из молекул гликогена, бетаоксимасляной кислоты, полифосфатидов. Микрогранулы состоят из рибосом, которые обеспечивают синтез белка микобактерии. Рибосомные рибонуклеиновые кислоты (рРНК) — важные и весьма устойчивые элементы бактерий. Их называют «молекулярными часами» эволюции. В состав малой субъединицы рибосом входит фрагмент 16S рРНК. Детальное исследование этого фрагмента позволяет оценить степень родства микроорганизмов и является основой геносистематики возбудителей туберкулеза.

Цитоплазматическая мембрана с входящими в ее состав липопротеидными комплексами формирует внутрицитоплазматическую мембранную систему — мезосому. В цитоплазматической мембране локализованы многие ферментные системы микобактерии. Ядерная субстанция содержит хромосомы и более мелкие внехромосомные элементы — плазмиды с набором генов, которые обеспечивают передачу наследственных признаков микроба. Биохимия. Основными биохимическими компонентами МБТ являются белки, углеводы и липиды. Белки (туберкулопротеиды) служат главными носителями антигенных свойств МБТ и проявляют специфичность в реакциях повышенной чувствительности замедленного типа. Одним из туберкулопротеидов является туберкулин, широко используемый в клинической практике для диагностики инфицирования МБТ. С наличием полисахаридных компонентов в микобактериях связано обнаружение соответствующих антител в сыворотке крови больных туберкулезом. Полисахариды, однако, не обладают сенсибилизирующими или антигенными свойствами.

Липидные фракции при введении здоровым животным вызывают специфическую воспалительную реакцию с эпителиоидными и гигантскими клетками. С наличием липидной фракции связывают устойчивость микобактерий к кислотам, щелочам и спиртам. Mycobacterium tuberculosis — аэроб, a Mycobacterium bovis и Mycobacterium africfnum — аэрофилы. Жизнедеятельность микобактерий обусловлена активностью ферментов. По активности ферментативного катализа различных веществ определяют принадлежность микобактерий к разным видам, оценивают их вирулентность и устойчивость к лекарственным средствам. Подавление активности ферментов, видимо, обусловлено бактериостатическим действием на МБТ противотуберкулезных препаратов.

МБТ не выделяют эндо- или экзотоксинов, поэтому при инфицировании ими клинических симптомов не бывает. Затем по мере размножения МБТ и формирования повышенной чувствительности тканей к туберкулопротеидам возникают первые признаки инфицирования в виде положительной реакции на туберкулин. Размножение микобактерий в основном происходит путем простого деления на две клетки. Цикл такого деления продолжается 14—18 ч. Иногда микобактерии размножаются почкованием, редко ветвлением. Оптимальным условием для размножения МБТ в человеческом организме является Р02 140 мм рт. ст., т. е. в тканях с наилучшим снабжением кислородом. При культивировании рост микобактерий, определяемый макроскопически, выявляют на 5—20-е сутки в зависимости от питательной среды. Наряду с быстро размножающимися МБТ существуют медленно размножающиеся и находящиеся в латентном состоянии. На МБТ с различной биологической активностью и интенсивностью метаболизма по-разному действуют противотуберкулезные препараты.

Жизнеспособность. МБТ весьма устойчивы к воздействию факторов внешней среды. Вне организма человека они могут сохранять жизнеспособность много дней, а в воде даже до 5 мес. В то же время прямой солнечный свет убивает МБТ в течение 1,5 ч, а ультрафиолетовые лучи за 2—3 мин. Кипящая вода вызывает гибель МБТ во влажной мокроте через 5 мин, а в высушенной через 25 мин. Дезинфицирующие растворы, со- держащие хлор, убивают в течение 5 ч. МБТ, поглощенные макрофагами в процессе фагоцитоза, сохраняют свою жизнеспособность длительное время. При определенных условиях они могут вызвать заболевание после многих лет бессимптомного существования. Изменчивость. Под действием различных факторов МБТ подвергаются биологической изменчивости, которая проявляется образованием нитевидных, актиномицетных, зернистых, кокковидных форм возбудителей туберкулеза. Эти изменения нередко сопровождаются потерей кислотоустойчивости и снижением вирулентности. Изменчивость микобактерий — результат общего биологического закона приспособления живых существ к действию окружающей среды. Эта защитная реакция микроорганизмов направлена на переживание неблагоприятных условий существования, т. е. персистенцию.

Одним из признаков биологической изменчивости является образование так называемых L-форм МБТ, за открытие которых группа советских ученых в 1976 г. была удостоена Государственной премии СССР по науке и технике. L-формы МБТ отличаются глубокими морфологическими и функциональными изменениями, возникающими при длительном воздействии на микобактерии различных факторов (например, противотуберкулезных препаратов), которые нарушают их рост и размножение, формирование клеточной стенки, синтез цитоплазмы и цитоплазматической мембраны. L-формы имеют сниженный уровень метаболизма, ослабленную вирулентность. Оставаясь жизнеспособными, они могут длительное время персистировать в организме и индуцировать противотуберкулезный иммунитет. Не исключается обратная трансформация L-форм микобактерий в обычные бактериальные формы. МБТ могут существовать и в виде ультрамелких фильтрующихся форм. Их выделяют у больных, длительно принимавших противотуберкулезные препараты.

Заражение экспериментальных животных фильтрующимися и L-формами вызывает у них неспецифические и параспецифические воспалительные реакции в тканях. Устойчивость к противотуберкулезным препаратам. Важным признаком изменчивости МБТ является устойчивость к одному или нескольким противотуберкулезным препаратам (полирезистентность) . В условиях антибактериальной терапии возможны точечные хромосомные мутации с изменениями в рибосомно-матричной системе или плазмидной ДНК микобактерий. Это приводит к появлению устойчивых к лекарствам штаммов. Установлены гены, мутация которых обусловливает устойчивость возбудителя туберкулеза к отдельным противотуберкулезным препаратам. Устойчивость к лекарствам вследствие мутаций в ДНК плазмид отличается высоким уровнем генетического полиморфизма и доминантно наследуется последующими поколениями микобактерий. Лекарственная устойчивость микобактерий может быть также следствием естественного отбора мутантов, нечувствительных к действию противотуберкулезных препаратов.

В последние годы лекарственная устойчивость МБТ наблюдается у значительного числа больных туберкулезом и имеет важное эпидемическое, терапевтическое и прогностическое значение. В России показатели устойчивости туберкулезных микобактерий к химиопрепаратам значительно различаются в зависимости от регионов и варьируют в пределах 5— 20 %. Сравнительно редко у больных туберкулезом находят зависимые от лекарств МБТ. Они интенсивнее растут при наличии соответствующих противотуберкулезных препаратов в питательной среде. При отсутствии противотуберкулезных препаратов такие микобактерии перестают размножаться. Обычно зависимость микобактерий от препаратов не является стойкой и быстро исчезает при пересевах.


Оцените статью: (13 голосов)
4.15 5 13
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.