Биохимические свойства микобактерий туберкулеза
Обновлено: 24.04.2024
Микобактерии. Микобактериозы. Свойства микобактерий. Классификация микобактерий.
В состав рода Mycobacterium семейства Mycobacteriaceae отдела Firmicutes включены неподвижные аэробные грамположительные палочковидные бактерии. Иногда они образуют нитевидные структуры, напоминающие мицелий грибов. Это и послужило основанием для их названия [греч. mykes, гриб и лат. bacterium, бактерия].
Для микобактерий характерно высокое содержание липидов, фосфатидов и восков в клеточных стенках (до 60%), что определяет их щёлоче-, спирто- и кисдотоустойчивость (признак особенно выражен у паразитических видов микобактерий).
Поэтому микобактерии плохо воспринимают анилиновые красители и обычные способы окрашивания. Для окраски применяют интенсивные методы, обычно Циля-Нильсена. Растут медленно или очень медленно; сапрофитические виды растут несколько быстрее. Некоторые виды образуют каротиноидные недиффундирующие в среду пигменты.
Микобактерии широко распространены в окружающей среде и вызывают поражения, известные как микобактериозы Заболевания регистрируют у различных холоднокровных и теплокровных животных; наиболее характерны поражения кожи, лёгких и лимфатических узлов.
Классификация микобактерий
При классификации микобактерий учитывают патогенность для человека, способность к пигментообразованию, скорость роста и способность синтезировать никотиновую кислоту (ниацин).
• По патогенности выделяют собственно патогенные (вызывающие конкретные заболевания), потенциально патогенные и сапрофитические микобактерии. Патогенными для человека свойствами обладают М. tuberculosis, M. leprae, M. bovis. Прочие виды, вызывающие поражения у человека, известны как атипичные микобактерии.
• По скорости роста выделяют быстрорастущие (дают видимый рост на . 4-7-е сутки), медленнорастущие (рост наблюдают через 7-10 и более дней) и не растущие на искусственных средах (М. leprae) виды микобактерий.
• По способности образовывать пигменты выделяют фотохромогенные (образуют пигмент на свету), скотохромогенные (образуют пигмент в темноте) и нефотохромогенные (не образуют пигмента) виды микобактерий.
Морфология туберкулёза человека. Палочка Коха. Тинкториальные свойства туберкулеза. Культуральные свойства возбудителя туберкулеза.
М. tuberculosis (палочка Коха) — тонкая, прямая или слегка изогнутая палочка, размером 1-10*0,2-0,6 мкм, со слегка закруглёнными концами (рис. 22-1). В молодых культурах палочки более длинные, а в старых склонны к ветвлению.
Бактерии туберкулёза способны образовывать L-формы, сохраняющие способность к инфицированию, а также фильтрующиеся формы, патогенетическая роль которых остаётся плохо изученной. Капсул не имеют, но образуют микрокапсулу.
Методом Циля-Нильсена окрашиваются в ярко-красный цвет. Содержат кислотонеустойчивые гранулы (зёрна Муха), располагающиеся в цитоплазме.
Культуральные свойства возбудителя туберкулеза
Туберкулёзные палочки могут расти как в аэробных, так и факультативно анаэробных условиях. Повышенное содержание СО2 (5-10%) способствует более быстрому росту. Оптимальная температура 37-38 °С; рН 7,0-7,2. Нуждаются в присутствии белков, глицерина, факторов роста (биотин, никотиновая кислота, рибофлавин и др.), ионов (Mg2+ K+, Na+ Fe2+) и др.
Для выращивания бактерий туберкулеза наиболее часто применяются глицериновые, картофельные с жёлчью, яичные, полусинтетические и синтетические среды. Наиболее оптимальна среда Лёвенштайна-Йёнсена.
На средах туберкулёзные палочки обычно образуют R-колонии; под влиянием антибактериальных препаратов бактерии могут диссоциировать с образованием мягких и влажных S-колоний.
В жидких средах палочки туберкулеза образуют сухую морщинистую пленку (на 7-10-е сутки), поднимающуюся на края пробирки; среда остаётся прозрачной. В жидких средах выявляют корд-фактор — важный дифференциальный признак вирулентности. Наличие корд-фактора обусловливает сближение бактериальных клеток в микроколониях и их рост в виде серпантинообразных кос.
На плотных средах рост палочек туберкулеза отмечают на 14-40-е сутки в виде сухого морщинистого налёта желто-, вато-кремового цвета. Зрелые колонии напоминают цветную капусту, крошковатые, плохо смачиваются водой и имеют приятный запах. Культуры плохо снимаются со среды, а при прокаливании трещат. Отличительная особенность М. tuberculosis— способность к синтезу значительного количества никотиновой кислоты (ниацина); ниациновый тест — важный метод дифференцировки микобактерий.
2. Цели занятия : Изучить со студентами свойства возбудителей туберкулеза, факторы патогенности, патогенез, методы диагностики, профилактики и лечения туберкулеза.
3. Задачи занятия:
3.1. Изучение свойств возбудителей туберкулеза.
3.2. Изучение патогенеза туберкулеза.
3.3. Изучение методов диагностики, профилактики и лечения туберкулеза.
3.4. Выполнение самостоятельной работы.
препаратов по Цилю-
проблемы и процессы,
и клинических наук в
готовность к участию
в постановке научных
работу с населением
4. Продолжительность занятия в академических часах : 3 часа.
5. Контрольные вопросы по теме:
5.1. Морфологические, тинкториальные, культуральные и биохимические свойства возбудителей туберкулеза.
5.2. Факторы патогенности возбудителей туберкулеза.
5.3. Методы диагностики, профилактики и лечения туберкулеза.
6. Задания и методические указания к их выполнению.
На занятии студенту необходимо:
6.1. Ответить на вопросы преподавателя.
6.2. Принять участие в обсуждении изучаемых вопросов.
6.3. Выполнить самостоятельную работу.
Теоретическая справка Туберкулез – хроническое инфекционное заболевание, сопровождающееся
специфическим поражением различных органов и систем (органов дыхания, лимфатических узлов, кишечника, костей, суставов, глаз, кожи, почек, мочевыводящих путей, половых органов, ЦНС). При туберкулезе в органах образуются специфические гранулемы ( granulum – зернышко) в виде узелков или бугорков ( tuberculum – бугорок) с последующим их творожистым перерождением (распадом) и обызвествлением.
Историческая справка. С глубокой древности это заболевание было известно под названиями чахотка , бугорчатка , золотуха из-за характерных клинических признаков. Впервые отделил “чахотку” от других легочных заболеваний Лаэннек в 1819 г., он ввел термин “туберкулез” (отсюда синоним - бугорчатка). В 1882 г. Р. Кох обнаружил возбудителя туберкулеза и получил чистую культуру на сывороточной среде (палочка или бацилла Коха). В 1890 г. Р. Кох получил туберкулин (“водно-глицериновую вытяжку туберкулезных культур”). В 1911 г. Р. Кох за открытие возбудителя туберкулеза был удостоен Нобелевской премии.
Таксономия. Отдел Firmicutes , семейство Mycobacteriaceae , род Mycobacterium .
Туберкулез у человека чаще всего вызывают три вида микобактерий: M. tuberculоsis (палочка Коха, человеческий вид - вызывает заболевание в 92% случаев), М. bоvis (бычий вид - вызывает заболевание в 5% случаев), М. аfriсаnum (промежуточный вид - вызывает заболевание в 3% случаев, в Южной Африке – намного чаще). В редких случаях туберкулез у человека вызывают M. microti (мышиный тип) и M. avium (птичий тип, вызывающий инфекцию у лиц с иммунодефицитом).
Морфологические и тинкториальные свойства. Возбудители туберкулеза характеризуются выраженным полиморфизмом (кокковидные, нитевидные, ветвистые, колбовидные формы). В основном они имеют форму длинных тонких ( М. tuberculosis , М. africanum ) или коротких и толстых ( М. bovis ) палочек с зернистой цитоплазмой, содержащей от 2 до 12 зерен различной величины (зерна метафосфатов – зерна Муха). Иногда они образуют нитевидные структуры, напоминающие мицелий грибов, что и послужило основанием для их названия ( mykes - гриб и bacterium - бактерия). Неподвижные. Спор не образуют. Имеют микрокапсулу.
Грамположительные. Микобактерии являются кислото-, спирто- и щелочеустойчивыми бактериями. Для их окраски применяют метод Циля-
Нильсена (термокислотное протравливание карболовым фуксином). При такой окраске микобактерии выглядят в виде ярко-красных палочек, расположенных одиночно или небольшими скоплениями из 2-3 клетки.
Элективные питательные среды для микобактерий:
- яичные среды Левенштейна-Йенсена, Финна-2;
- глицериновые среды Миддлбрука;
- картофельные среды с желчью;
- полусинтетическая среда Школьниковой;
- синтетические среды Сотона, Дюбо.
На плотных средах на 15-20 день инкубирования микобактерии образуют шероховатые плотные колонии кремового цвета бородавчатого вида (напоминают
В жидких средах через 5-7 дней на поверхности образуется толстая сухая морщинистая пленка кремового цвета. При этом бульон остается прозрачным.
Химический состав. Основные компоненты микобактерий: белки (туберкулопротеины), углеводы и липиды.
Туберкулопротеины составляют 56% сухой массы вещества микробной клетки. Они являются основными носителями антигенных свойств микобактерий, высокотоксичны, вызывают развитие реакции гиперчувствительности 4-го типа.
На долю полисахаридов приходится 15% сухой массы вещества микобактерий. Это родоспецифические гаптены.
На долю липидов (фтионовая кислота, масляная, пальмитиновая, туберкулостеариновая и другие жирные кислоты, корд-фактор и воск Д, в состав которого входит миколовая кислота) приходится от 10 до 40% сухой массы вещества микобактерий. Высокое содержание липидов определяет кислото-, спирто- и щелочеустойчивость возбудителя, вирулентность, трудность окрашивания клеток обычными методами и устойчивость в окружающей среде. Липиды экранируют бактериальную клетку, подавляют фагоцитоз, блокируют активность клеточных ферментов, вызывают развитие гранулем и казеозного некроза.
Резистентность. В высохшей мокроте больного клетки сохраняют жизнеспособность и вирулентность в течение 5-6 месяцев. На предметах больного сохраняются более 3 месяцев. В почве сохраняются до 6 месяцев, в воде – до 15 месяцев. Солнечный свет вызывает гибель микобактерий через 1,5 часа, УФЛ – через 2-3 минуты. При пастеризации погибают через 30 минут. Хлорсодержащие
препараты вызывают гибель возбудителей туберкулеза в течение 3-5 часов, 5%- ный раствор фенола - через 6 часов.
Факторы патогенности микобактерий:
- корд-фактор – гликолипид клеточной стенки, вызывает повреждение клеточных мембран и ингибирует образование фаголизосомы, обусловливая развитие незавершенного фагоцитоза;
- липиды , содержащие миколовую и фтионовую кислоты, вызывают появление многочисленных гигантских клеток;
Возбудители туберкулеза не образуют экзотоксинов. Высокотоксичными являются продукты распада клеток.
Главным фактором патогенности микобактерий является корд-фактор (название происходит от англ. соrd - жгут, веревка). Корд-фактор обусловливает “скученный тип роста” в жидких средах в виде “извилистых тяжей” (или кос), в которых клетки микобактерий располагаются параллельными цепочками.
Патогенез. Проникнув в организм человека, микобактерии фагоцитируются.
В фагоцитах формируются фагосомы, внутри которых микобактерии остаются живыми и размножаются. В фагоцитах микобактерии транспортируются в регионарные лимфатические узлы, сохраняясь длительное время в “дремлющем” состоянии (незавершенный фагоцитоз). При этом происходит воспаление лимфатических путей ( лимфангоит ) и лимфатических узлов ( лимфаденит ). В месте внедрения возбудителя формируется очаг воспаления. Это воспаление в течение нескольких недель приобретает специфический характер (развивается реакция гиперчувствительности замедленного типа), в результате чего формируется гранулема. В последующем происходит трансформация макрофагов в эпителиоидные клетки. При слиянии эпителиоидных клеток образуются гигантские многоядерные клетки. Вокруг очага воспаления формируется соединительнотканная капсула, некротизированные ткани обызвествляются. В результате этого происходит формирование первичного туберкулезного комплекса , внутри которого находится казеозная некротизированная ткань и остаются живые микобактерии.
Клиника. Инкубационный период длится от 3-8 недель до 1 года и более.
Клинические проявления туберкулеза многообразны, поскольку микобактерии могут поражать любые органы (кишечник, мочеполовые органы, кожу, суставы). Симптомами туберкулеза являются быстрая утомляемость, слабость, потеря массы
тела, длительная субфебрильная температура, обильное ночное потоотделение, кашель с мокротой с кровью, одышкой. Симптомов, характерных только для туберкулеза, нет. При поражении кожи отмечаются изъязвленные очаги. При туберкулезе костей и суставов возникают поражения, характерные для артритов любой этиологии: истончение хрящей, возникновение шипов, сужение полостей суставов.
Иммунитет. Противотуберкулезный иммунитет формируется в ответ на проникновение в организм микобактерий в процессе инфицирования или вакцинации и носит нестерильный характер, что обусловлено длительной персистенцией бактерий в организме. Он проявляется через 4-8 недель после попадания микробов в организм. Формируется как клеточный, так и гуморальный иммунитет.
Клеточный иммунитет проявляется состоянием повышенной чувствительности (сенсибилизации). Благодаря этому организм приобретает способность быстро связывать новую дозу возбудителя и удалять ее из организма: Т-лимфоциты распознают клетки, инфицированные микобактериями, атакуют их и разрушают.
Гуморальный иммунитет проявляется синтезом антител к антигенам микобактерий. Образуются циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК), которые способствуют удалению антигенов из организма.
Иммунитет при туберкулезе сохраняется до тех пор, пока в организме есть возбудитель. Такой иммунитет называют нестерильным или инфекционным. После освобождения организма от микобактерий иммунитет быстро исчезает.
Микробиологическая диагностика. Исследуемый материал - мокрота,
аспират бронхов, отделяемое свищей, СМЖ, моча, испражнения. Чаще всего исследуют мокроту. Для диагностики туберкулеза применяют основные и дополнительные методы исследования.
- бактериоскопический метод (световая и люминесцентная микроскопия);
- кожные аллергические пробы;
- молекулярно-биологический метод (ПЦР).
Бактериоскопическое исследование – это многократное проведение прямой микроскопии мазков из исследуемого материала, окрашенных по ЦилюНильсену. В препаратах можно обнаружить единичные микроорганизмы, если в 1 мл мокроты их содержится не менее 10000-100000 бактериальных клеток (предел метода). Этот метод применяется:
- при обследовании лиц с симптомами, подозрительными на туберкулез (кашель с выделением мокроты более 3 недель, боли в грудной клетке, кровохарканье, потеря массы тела);
- у лиц, контактировавших с больными туберкулезом;
- у лиц, имеющих рентгенологические изменения в легких, подозрительные на туберкулез.
При получении отрицательных результатов прибегают к методам обогащения материала: центрифугированию (седиментации) и флотации . Чаще применяют метод флотации.
Метод центрифугирования – исследуемый материал обрабатывают щелочью и центрифугируют. Препарат для микроскопирования готовят из осадка.
Метод флотации – исследуемый материал обрабатывают смесью щелочи и ксилола (бензина, бензола, толуола). Пробу энергично встряхивают 10-15 минут, добавляют дистиллированную воду и выдерживают в течение 1-2 часов при комнатной температуре. Капельки углевода адсорбируют микобактерии и всплывают, образуя на поверхности пену. Препарат для микроскопирования готовят из образующейся пены.
Бактериологическое исследование проводят путем высева исследуемого материала (после обработки 6-12% раствором серной кислоты) на 2-3 различные по составу питательные среды одновременно. В качестве ускоренных методов бактериологической диагностики, для сокращения времени выделения и идентификации возбудителя до 3-4 дней, применяют метод микрокультур (метод Прайса), а также полностью автоматизированные коммерческие системы бульонного культивирования ВАСТЕС MGIT 960 и МВ/ВасТ.
Бактериологический метод позволяет получить чистую культуру для определения ее вирулентности и чувствительности к лекарственным препаратам. Этот метод широко применяется и для контроля за эффективностью проводимой терапии.
Биологическая проба наиболее чувствительна, так как позволяет обнаружить от 1 до 5 микробных клеток в исследуемом материале. Метод используется при исследовании биопсийного материала, а также при получении отрицательных результатов при использовании первых двух методов исследования. Для этого морским свинкам подкожно или внутрибрюшинно вводят исследуемый материал (1 мл). Через 1-2 месяца у животных развивается генерализованный туберкулез с летальным исходом.
Серологический метод . Предложены РСК, РНГА, иммуноферментный анализ, иммуноблоттинг, определение ЦИК.
Туберкулинодиагностика основана на определении повышенной чувствительности организма к туберкулину (в результате заражения возбудителями туберкулеза или специфической вакцинации) с помощью кожных аллергических проб. Для постановки кожной аллергической пробы используют туберкулин. Туберкулин - это общее название препаратов, полученных из микобактерии человеческого или бычьего типов:
- старый туберкулин Коха - АТК (Alt Tuberculin Косh), впервые получен в 1880 г. Р. Кохом. Представляет собой фильтрат автоклавированной 5-6-недельной бульонной культуры микобактерий туберкулеза;
- сухой очищенный туберкулин - РРD (Purified Protein Derivative),
полученный из культур M. tuberculosis и M. bovis ;
- очищенный туберкулин, приготовленный М.А. Линниковой (РРD-L) из культур M. tuberculosis и M. bovis .
Для диагностики туберкулеза первоначально использовали накожную пробу Пирке (скарификационную). В настоящее время с целью своевременного выявления
- отрицательная - наличие реакции от укола до 2 мм в диаметре;
- сомнительная - папула диаметром 2-4 мм или гиперемия;
- положительная - папула диаметром 5-17 мм у детей и подростков и 5-21 мм
- гиперергическая - папула диаметром более 17 мм у детей и подростков и более 21 мм у взрослых.
При отрицательной реакции риск активизации первичного очага отсутствует, но существует опасность первичного инфицирования. Отрицательная проба отмечается у здоровых неинфицированных лиц, а также у больных промежуточными формами туберкулеза.
Для экспресс-диагностики туберкулеза применяют РИФ с использованием видоспецифических моноклональных антител, метод лазерной флюоресценции, микробиочипы, а также ПЦР, позволяющую сократить исследования до 2 суток.
Лечение. Антибиотикотерапия - основной метод лечения туберкулеза. По степени эффективности противотуберкулезные препараты делятся на 3 группы:
- группа А - наиболее эффективные препараты: изониазид (антиметаболит, аналог изоникотиновой кислоты, ингибирует синтез ферментов, участвующих в синтезе миколовых кислот, которые входят в состав клеточной стенки микобактерий), рифампицин и их производные. Получены препараты, превосходящие рифампицин по лечебным свойствам (рифапентин и рифабутин), а также комбинированные препараты (рифатер, рифанг и т. д.);
- группа В - препараты средней эффективности: этамбутол (синтетический препарат, ингибирует ферменты, участвующие в синтезе клеточной стенки микобактерий, активен только в отношении размножающихся бактерий), канамицин, стрептомицин, циклосерин, этионамид (протионамид), пиразинамид, флоримицин, производные фторхинолонов;
- группа С - малые противотуберкулезные препараты (ПАСК и тибон или тиоцетозон). Эта группа препаратов в экономически развитых странах и в России не применяется.
Очень быстро появляются штаммы микобактерий, резистентные к противотуберкулезным препаратам. Поэтому используют комбинации препаратов с разным механизмом действия, а также производят частую замену препаратов. Это замедляет появление устойчивых форм. В современных схемах лечения применяют одновременно по 3-5 препаратов (трех-пятикомпонентные схемы лечения).
Специфическая профилактика. Специфическую профилактику осуществляют путем введения живой вакцины БЦЖ (ВСG - Bacille Calmette-Guerin). Штамм БЦЖ селекционирован в 1919 г. А. Кальметтом и К. Гереном путем длительного пассирования M. bovis на картофельно-глицериновой среде с добавлением желчи.
Вакцинацию проводят у новорожденных на 3-7-й день жизни внутрикожно. На месте введения вакцины формируется инфильтрат с небольшим узелком в центре. Обратное развитие инфильтрата происходит в течение 3-5 месяцев. Ревакцинация – в 7 и 14 лет лицам с отрицательной реакцией Манту, поэтому перед ее проведением ставится проба Манту. У новорожденных со сниженной резистентностью и в регионах, благополучных по туберкулезу, применяется менее реактогенная вакцина БЦЖ-М, содержащая в 2 раза меньшее количество микробов.
После обсуждения теоретических вопросов преподаватель объясняет порядок проведения самостоятельной работы.
1. Студенты готовят препараты из культур непатогенных микобактерий, окрашивают их по Цилю-Нильсену, микроскопируют, зарисовывают микроскопическую картину в рабочую тетрадь.
2. В рабочей тетради студенты зарисовывают схему лабораторной диагностики туберкулеза.
7. Оценивание знаний, умений, навыков по теме занятия:
Ответы на вопросы и активность на занятии оцениваются по 5-балльной системе.
8. Литература для подготовки темы:
1. Галынкин В., Заикина Н., Кочеровец В. Основы фармацевтической микробиологии. 2008.
2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник для студентов медицинских вузов. Под ред. А.А. Воробьева. Учебники и учеб. пособия для высшей школы. Издательство: Медицинское информационное агентство, 2012. – 702 с.
3. Микробиология: учеб. для студентов учреждений высш. проф. образования, обучающихся по специальности 060301.65 “Фармация” / под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 608 с.: ил.
4. Одегова Т.Ф., Олешко Г.И., Новикова В.В. Микробиология. Учебник для фармацевтических вузов и факультетов. - Пермь, 2009. - 378 с.
1. Коротяев А.И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для студентов мед. вузов / А.И. Коротяев, С.А. Бабичев. - 5-е изд., испр. и
доп. – СПб.: СпецЛит, 2012. – 759 с.: ил.
2. Медицинская микробиология: учебник. 4-е изд. Поздеев О.К. / Под ред. В.И. Покровского. – 2010. – 768 с.
3. Руководство по медицинской микробиологии. Общая и санитарная микробиология. Книга 1 / Колл. авторов // Под редакцией Лабинской А.С., Волиной Е.Г. – М.: Издательство БИНОМ, 2008. – 1080 с.: ил.
Методические указания переработаны и дополнены профессором Литусовым Н.В.
Микобактерии - кислотоустойчивые неподвижные грамположительные палочковидные (прямые или изогнутые) бактерии, способные образовывать нитевидные и мицелиальные структуры. Для них характерно высокое содержание липидов и восков в клеточных стенках, что обеспечивает устойчивость к спиртам, кислотам, щелочам, дезинфицирующим средствам, высушиванию и действию солнечных лучей, плохую окрашиваемость красителями, высокую гидрофобность, патогенность.
Наряду с кислотоустойчивостью, важной характеристикой микобактерий является медленный рост на питательных средах, особенно микобактерий туберкулеза. Еще одна особенность микобактерий - образование пигментов, часть видов образует пигмент в темноте.
Род микобактерий может насчитывать до 200 паразитических и сапрофитических видов, из них хорошо изучено и идентифицировано около 30 видов. Микобактерии широко распространены в почве и воде, их выявляют у широкого круга тепло- и холоднокровных животных.
Среди патогенных микобактерий наибольшее значение имеют основной возбудитель туберкулеза человека - M.tuberculosis (палочка Коха), M.bovis - возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота и M.leprae - возбудитель проказы (лепры). Заболевания у людей могут вызывать также M.avium - возбудитель туберкулеза птиц и около 20 других потенциально патогенных видов, способных вызывать у человека атипичные формы поражений (микобактериозы).
Mycobacterium tuberculosis (палочка Коха).
Морфологические свойства типичны для микобактерий. Это тонкие прямые или слегка изогнутые палочки с зернистыми образованиями в цитоплазме, могут встречаться кокковидные структуры, L - формы. Кислотоустойчивы (высокое содержание липидов и миколовой кислоты в клеточной стенке). Имеют кислотолабильные гранулы (зерна Муха) в цитоплазме. Грамположительны, плохо красятся анилиновыми красителями, по Цилю - Нильсену они окрашиваются в ярко - красный цвет.
Культуральные свойства. Растут в аэробных и факультативно - анаэробных условиях. Растут очень медленно - в течении нескольких недель. Микобактерии нуждаются в белке и глицерине, факторах роста. Наиболее часто используют плотные яичные среды Левенштайна - Йенсена, Финна II, синтетические и полусинтетические жидкие среды.
На плотных средах рост отмечается на 15-40 сутки в виде сухого морщинистого налета кремового цвета (R- формы), колонии по виду напоминают цветную капусту. На жидких средах отмечается рост в виде поверхностной пленки.
Палочка Коха устойчива во внешней среде, в высохших биосубстратах сохраняется до нескольких недель.
Факторы патогенности. Патогенные свойства туберкулезной палочки и биологические реакции, которыми отвечает макроорганизм на внедрение возбудителя, связано с особенностями его химического состава, высоким содержанием липидов и их составом (наличие жирных кислот - фтиоидной, миколовой, туберкулостеариновой и др., фосфатидов и других фракций).
Главный фактор - токсичный гликолипид - “корд - фактор”, легко выявляемый при культивировании на жидких средах. Он обеспечивает сближенное расположение микобактерий в виде кос, жгута, корда. Корд - фактор оказывает токсическое действие на ткани, а также блокирует окислительное фосфорилирование в митохондриях макрофагов (защищает от фагоцитоза). С химическим составом микобактерий связаны еще две их важнейшие характеристики:
- незавершенный фагоцитоз этого внутриклеточного паразита (механизмы - блокада фагосомо - лизосомального слияния, устойчивость к действию лизосомальных ферментов);
- способность вызывать выраженную реакцию ГЗТ, выявляемую с помощью туберкулиновой пробы - “ГЗТ туберкулинового типа”.
Антигенная структура. Микобактерии туберкулеза имеют сложный и мозаичный набор антигенов. В антигенном отношении M.tuberculosis имеет наибольшее сходство с M.bovis и M.microti. Имеются перекрестно - реагирующие антигены с коринебактериями, актимомицетами. Для идентификации микобактерий антигенные свойства практически не используют.
Эпидемиология. Основными путями заражения являются воздушно - капельный и воздушно - пылевой. Основным источником заражения является больной туберкулезом человек. Особую роль имеет скученность проживания, в России наибольшую значимость имеют места заключения, лагеря беженцев, лица без определенного места жительства и другиен социально ущербные группы населения. В относительно небольшом проценте случаев туберкулез обусловлен заражением от животных (чаще - через молоко) М.bovis.
В течение жизни человек неоднократно контактирует с микобактериями туберкулеза, однако туберкулезный патологический процесс развивается далеко не у всех инфицированнных. Это зависит от многих факторов и прежде всего - резистентности организма.
Наиболее часто заражение происходит через дыхательные пути. Попавшие в организм микобактерии захватываются альвеолярными и легочными макрофагами. В месте попадания может развиться первичный аффект (бронхопневмонический фокус). Далее возбудитель транспортируется в регионарные лимфоузлы, вызывая воспалительную реакцию - лимфангоит и лимфаденит. Первичный аффект, лимфангоит и лимфаденит - первичный комплекс (первичный очаг туберкулеза), характеризующийся образованием по ходу лимфатических путей и узлов гранулем в виде бугорков (бугорчатка или туберкулез).
Образование гранулем представляет собой клеточную реакцию ГЗТ на ряд химических компонентов микобактерий. В центре гранулемы в очаге некроза (казеозного распада) находятся микобактерии. Очаг окружен гигантскими многоядерными клетками Пирогова - Лангханса, их окружают эпителиоидные клетки а по периферии - лимфоциты, плазматические и мононуклеарные клетки.
Исходы первичного очага:
- при достаточной резистентности организма размножение возбудителя в гранулемах прекращается, очаг окружается соединительнотканной капсулой и обезизвествляется (откладываются соли кальция). Этот процесс определяется формированием нестерильного инфекционного иммунитета к возбудителю туберкулеза. Нестерильность - способность микобактерий длительно сохраняться в первичном очаге и ждать свой час (иногда через несколько десятилетий);
- при недостаточной резистентности - усиленный казеозный распад очага, казеозная пневмония, тяжелая первичная легочная чахотка и генерализованный туберкулез (диссеминированный или милиарный туберкулез с гранулемами в различных органах).
Вторичный туберкулез.Вторичный туберкулезный процесс - реактивация возбудителя в результате ослабления резистентности наблюдается при стрессах, нарушениях питания и у лиц пожилого возраста. Возникают очаги казеозного распада в легких с образованием полостей, поражение бронхов, мелких кровеносных сосудов.
Иммунитет. В основе нестерильного инфекционного и вакцинального иммунитета при туберкулезе - клеточный иммунитет в виде гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), опосредуемой Т- лимфоцитами и макрофагами. Т- лимфоциты при участии белков главной системы гистосовместимости класса I распознают клетки, инфицированные микобактериями туберкулеза, атакуют и разрушают их. Антибактериальные антитела связываются с различными антигенами возбудителя, образуют циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) и способствуют их удалению из организма.
Аллергическая перестройка (ГЗТ) к туберкулезной палочке свидетельствует о формировании приобретенного иммунитета и может быть выявлена с помощью туберкулиновой пробы. Эта проба является достаточно специфичной. Старый туберкулин Коха представляет концентрированный фильтрат стерилизованных компонентов микобактерий. Очищенный препарат PPD (новый туберкулин Коха, содержащий туберкулопротеины) используют преимущественно для постановки внутрикожной пробы Манту. С помощью этой пробы проводят отбор лиц, подлежащих ревакцинации. Положительный результат пробы Манту нельзя рассматривать как обязательный признак активного процесса (это на самом деле показатель ГЗТ), а отрицательный - не всегда свидетельствует об его отсутствии (анергия, иммунодефициты).
Иммунопрофилактика включает внутрикожное введение аттенуированного штамма B.bovis, известного как бацилла Кальметта - Жерена (БЦЖ). В России вакцинацию проводят новорожденным (на 5-7 дни жизни), ревакцинацию - в 7-12-17-22 лет и более старших возрастах при отрицательной пробе Манту (т.е. отсутствии клеточного нестерильного = вакцинального или инфекционного иммунитета - ГЗТ).
Лабораторная диагностика. Применяют микроскопические, бактериологические, биологические, аллергологические, серологические и молекулярно - генетические методы.
Микроскопическая диагностика включает микроскопию нативного материала, использование методов накопления, люминесцентную диагностику. Микроскопия нативного патологического материала (мокрота, отделяемое свищей, промывные воды из бронхов, моча) в мазках, окрашенных по Цилю - Нильсену, позволяет выявлять красные кислотоустойчивые палочки при концентрации микобактерий не менее нескольких сот тысяч / мл. Методы накопления (например, флотации) повышают чувствительность микроскопии до нескольких тысяч микробных тел / мл. Люминесцентная микроскопия с использованием акридинового оранжевого или аурамина - родамина - наиболее чувствительный и эффективный метод бактериоскопии, чувствительность - 500-1000 микобактерий / мл. Позволяет выявлять микобактерии с измененными культуральными и тинкториальными свойствами.
Бактериологический метод (посев на питательные среды) позволяет обнаружить микобактерии при концентрации 200-300 / мл. Наиболее эффективен до или в начале лечения, в конце лечения уступает по эффективности люминесцентному методу. Недостаток - длительность получения результатов - от 2 до 12 недель. Достоинство - возможность оценки вирулентности культуры, определение чувствительности к лекарственным препаратам. Разработаны ускоренные методы выделения. По методу Прайса материал помещают на предметное стекло, обрабатывают серной кислотой, отмывают физиологическим раствором и вносят в питательную среду с цитратной кровью. Стекло вынимают через 3-4 суток и окрашивают по Цилю - Нильсену.
Золотой стандарт - биологическая проба на морских свинках, позволяет определять до 10 микобактерий в мл. Распространение резистентных и измененных микобактерий снизило чувствительность метода. Метод требует соблюдения режимных условий и применяется в крупных специализированных лабораториях.
Аллергологические методы - это широко используемые кожные пробы с туберкулином и методы аллергодиагностики in vitro (РТМЛ, ППН - показатель повреждения нейтрофилов и др.).
Серологические методы многочисленны (РСК, РА, РПГА), однако в связи с недостаточной специфичностью используют мало.
Наиболее совершенны генетические методы, в практических лабораториях их используют пока недостаточно.
Среди методов идентификации микобактерий наибольшую практическую ценность имеют два подхода:
- методы дифференциации M.tuberculosis и M.bovis от прочих микобактерий;
- методы дифференциации M.tuberculosis и M.bovis.
Существует ряд методов дифференциации микобактерий двух основных видов от остальных. Из них наиболее простым и доступным является оценка роста на яичной среде, содержащей салициловый натрий в концентрациях 0,5 и 1,0 мг/мл. На этих средах, в отличии от других микобактерий, M.tuberculosis и M.bovis не растут.
Для дифференциации M.tuberculosis от всех других видов микобактерий , в том числе от M.bovis, используют ниациновый тест (определение синтезируемой M.tuberculosis в больших количествах никотиновой кислоты, выявляемой с помощью цианистых или роданистых соединений по ярко- желтому окрашиванию). У микобактерий туберкулеза также отмечается положительный тест восстановления нитратов. Учитывают скорость роста и характер пигментообразования. Используют цитохимические методы, позволяющие выявлять корд - фактор (вирулентность) по прочности связи красителей - нейтрального красного или нильского голубого при обработке щелочью.
Этот вид микобактерий выявлен у 60 видов млекопитающих. Эпидемическую опасность для человека представляют крупный рогатый скот, реже - верблюды, козы, овцы, свиньи, собаки, кошки. Больные животные выделяют микобактерии с молоком, мокротой, экскрементами. Человек заражается при уходе за больными животными или употреблении сырого молока и молочных продуктов (в сыре и масле возбудитель может сохраняться более 200 дней). На долю этого возбудителя приходится до 5% случаев туберкулеза (высокая доля туберкулеза бычьего типа - в Якутии и других территориях с высоким уровнем заболеваемости животных туберкулезом).
Микобактерии лепры - возбудитель лепры (проказы) - генерализованной хронической инфекции с преимущественным поражением производных эктодермы (покровные ткани и периферическая нервная система).
Морфология в целом типична для микобактерий. Хорошо окрашиваются по Цилю - Нильсену, облигатные внутриклеточные паразиты. В мазках располагаются параллельными группами (пачка сигар) или шаровидными скоплениями.
Культуральные свойства. Очень плохо культивируются на питательных средах. Основной метод диагностики - бактериоскопический. Дифференциация с микобактериями туберкулеза может осуществляться в биопробе на белых мышах (M.leprae не патогенна для них).
Эпидемиология. Заболевание мало контагиозно. Имеет значение генетическая предрасположенность, индивидуальная резистентность к инфекции. Заражение происходит контактно - бытовым и воздушно - капельным путем. Содержат больных в лепрозориях (основной путь профилактики - изоляция).
Клинико - патогенетические особенности. Инкубационный период - очень длительный (от 4-6 лет). Выделяют туберкулоидную (более доброкачественную) и лепроматозную (более тяжелую) форму.
Лечение длительное, иногда пожизненное. Основные препараты - сульфоны, препараты выбора - дапсон, рифампицин, клофазимин.
Читайте также: