Патогенность и вирулентность.

Кафедра фтизиопульмонологии

Реферат

Тема: микобактерии туберкулеза, морфология, виды, химический состав.

Выполнила: Розенфельд К. Г. 411 группа, лечебный факультет

Санкт-Петербург

Г.

Введение.

Возбудителями туберкулеза являются кислотоустойчивые микобактерии. Они были открыты в 1882 году Робертом Кохом и относятся к классу Schizomycetes, порядку Actinomycetales, семейству Mycobacteriaceae, роду Mycobacterium. Всего известно 74 вида таких микобактерий, они широко распространены в почве, воде и среди людей.

Большинство видов МБТ относятся к сапрофитным микробам. Группа облигатный паразитов среди МБТ незначительна и представлена 5 видами, которые образуют группу Mycobacterium tuberculosis complex.

- M. tuberculosis humanis – человеческий тип, вызывающий 80-85 % всех заболеваний туберкулезом у людей.

- M. tuberculosis bovines – бычий тип, вызывающий 10-15 % всех заболеваний туберкулезом у людей (исходно устойчив к пиразинамиду).

- M. tuberculosis bovines BCG – вакцинный штамм.

-M. tuberculosis africanus – африканский тип, вызывающий до 90% заболеваний у жителей Южной Африки (исходно устойчивый к тиацетазону).

-M. tuberculosis microti – мышиный тип, редко вызывающий заболевание у человека, а в основном у мышей.

Патогенность и вирулентность.

Основными видовыми признаками МБТ является 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 – основу вирулентности формируют генетическая структура и физико-химические особенности микробного штамма. Она 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. Вирулентность может существенно изменяться под воздействием факторов внешней среды и по-разному проявляться в зависимости от состояния макроорганизма. Слабовирулентные штаммы, в частности M. tuberculosis bovines BCG вызывают в тканях минимальные специфические реакции, быстро разрушаются и выделяются из организма. В то же время они инициируют иммунологическую перестройку и формируют специфический иммунитет. Нарушение защитных барьерных механизмов, иммунодефицит, гормональный дисбаланс, метаболические расстройства снижают устойчивость к туберкулезной инфекции.

Важным отличием маловирулентных и вирулентных МБТ является их отношение к фагоцитозу макрофагами организма человека. 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.

Туберкулез человека 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, суставов, периферических лимфатических узлов, мочеполовой системы. Выделение МБТ отмечается преимущественно у жителей сельской местности при наличии больных туберкулезом животных. В подобных районах часто диагностируют внелегочные формы туберкулеза.

Среди кислотоустйчивых микобактерий выделяют такие, которые по культуральным и биохимическим свойствам отличаются от МБТ. Их называют атипичными (нетуберкулезыми) микобактериями. Некоторые из них условно патогенны для человека. Так, у лиц с ВИЧ-инфекцией они вызывают заболевания легких и других органов – микобактериозы, которые по морфологическим и клиническим признакам сходны с туберкулезом. В отличие от МБТ они обладают естественной устойчивостью к большинству противотуберкулезных препаратов, что существенно затрудняет лечение.

Морфология.

МБТ – это грамположительные прямые или слегка изогнутые палочки, 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. Они не образуют эндоспор и капсул, неподвижны.

В бактериальной клетке дифференцируют микрокапсулу, стенку из 3-4 слоев толщиною 200-250 нм, цитоплазму, цитоплазматическую мембрану и ядерную субстанцию – нуклеотид.

Микрокапсула – это 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, 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, спирта, а также обусловливает ее гидрофобность. Стенка МБТ состоит из 4 слоев. Структурный скелет клеточной стенки микобактерий представляет собой 2 ковалентно связанных полимера – миколат арабиногалактазана и пептидогликан, к которому присоединены белки, полисахариды и липида. Таким образом, 1 слой образован пептодогликаном, а далее последовательно идут миколовые кислоты, гликолипиды, воск и корд-фактор. В состав клеточной стенки входят липиды, с фосфатидной фракцией которых связывают вирулентные свойства. Фактор вирулентности называют корд-фактором (англ. cord-веревка, т. к. при росте МБТ в культуре микроколонии располагаются в виде жгута). Основой корд-фактора является токсичный гликолипид – 6,6-димиколат трегалозы. Наряду с другими кислыми липидами он определяет способность МБТ повреждать макрофаги и препятствовать завершенному фагоцитозу. Корд-фактор наряду с другими кислыми липидами стимулирует продукцию ФНО (фактора некроза опухолей) – кахектина. Видоспецифические антигены клеточной стенки обусловливают защитные реакции клеточного иммунитета. В случае развития устойчивости к противотуберкулезному препарату наблюдается утолщение клеточной стенки.

Бактериальная цитоплазма имеет гомогенный вид и содержит гранулы, микрогранулы, иногда вакуоли. Жидкую часть цитоплазмы образуют растворимые белки, РНК. Гранулы формируются из молекул гликогена, бетаоксимасляной кислоты, полифосфатидов.

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 не обладают сенсибилизирующими или антигенными свойствами.

С наличием липидной фракции связывают устойчивость микобактерий к кислотам, щелочам и спиртам. При введении их здоровым животным липиды вызывают специфическую воспалительную реакцию с эпителиоидными и гигантскими клетками.

Mycobacterium tuberculosis – аэроб, а M. bovis и africum аэрофилы

По активности ферментного катализа МБТ оценивают их вирулентность, устойчивость к лекарственным средствам, принадлежность микобактерий к разным видам. Подавление ферментной активности обусловлено, видимо, бактериостатическим действием на МБТ противотуберкулезным препаратов.

МБТ не выделяют эндо – или экзотоксинов, поэтому при инфицировании ими не бывает клинических симптомов. Затем по мере размножения МБТ и формирования повышенной чувствительности тканей к туберкулопротеидам возникают первые признаки инфицирования в виде положительной реакции на туберкулин.

Размножение.

Происходит путем бинарного деления. При электронно-микроскопическом исследовании установлено, что деление начинается с двухстороннего вдавливания цитоплазматической мембраны в цитоплазму. При соединении этих перегородок образуются две дочерних особи. Цикл такого деления продолжается 14-18 часов. Иногда МБТ размножаются почкованием, редко ветвлением. Механизм почкования более сложный. 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. Размножение путем ветвления роднит МБТ 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. Оптимальным условием для размножения МБТ в организме человека является Р _О2 140 мм рт. ст, т. е. ткани с наилучшим кровоснабжением. При культивировании рост микобактерий, определяемый макроскопически, выявляют на 12-20 сутки в зависимости от питательной среды.

Наряду с быстро размножающимися МБТ существуют медленно размножающиеся МБТ. На МБТ с различной биологической активностью и интенсивностью метаболизма по-разному действуют противотуберкулезные препараты.

Жизнеспособность.

Они весьма устойчивы к воздействию факторов внешней среды из-за особенностей клеточной стенки и высокого содержания липидов. Вне организма человека могут сохранять жизнеспособность много дней, в воде 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 сухой через 25 мин. Дезинфицирующие растворы, содержащие хлор, убивают МБТ в течение 5 ч.

МБТ, поглощенные макрофагами в процессе фагоцитоза, сохраняют свою жизнеспособность длительное время. При определенных условиях (например, переохлаждение, при сниженном иммунитете) могут вызвать заболевание после многих лет бессимптомного существования.

Изменчивость.

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, обусловленной утратой плотной клеточной стенки образованием сферопластов, окруженных цитоплазматической мембраной, сходной с мембраной клеток микроорганизма.

В связи с такой перестройкой меняется не только морфология МБТ, но и антигенный состав и степень патогенности для человека.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 МБТ, вызывая реактивацию специфического процесса. Выявлен ген (icl), 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 МБТ 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) L-формы могут распадаться на мельчайшие некислотоустойчивые фильтрующиеся формы. При исключении неблагоприятных условий фильтрующиеся и L-формы МБТ реверсируются в классическую палочковидную форму.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: