Характеристика возбудителей туберкулеза и проказы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика возбудителей туберкулеза и проказы

Туберкулез (tuberculosis; от лат. Tuberculum - бугорок) - инфекционное заболевание человека и животных с наклонностью к хроническому течению. Характеризуется образованием специфических воспалительных изменений, часто имеющих вид маленьких бугорков, с преимущественной локализацией в легких и лимфатических узлах, а также пищеварительного тракта, кожи, костей, мочеполовой системы и др.. Туберкулез распространен повсеместно. В заболеваемости туберкулезом и его распространении решающее значение имеют социально-бытовые условия жизни, т.к. и врожденная устойчивость, и приобретенный к нему иммунитет определяются этими условиями.

Возбудитель туберкулеза - вызывается тремя видами микобактерий: M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum. Все три вида отличаются по морфологическим, культуральным, биохимическим и патогенным свойствами. Кроме них, к этому роду относятся нетуберкулезные или условно-патогенные микобактерии (M. avium, M. cansasi), которые могут иногда вызывать заболевания человека и животных. Возбудитель был открыт Р. Кохом в 1882 г.

Лепра - высококонтагиозное и одновременно низкопатогенное хроническое заболевание, характеризуется длительным течением, специфическим поражением кожи, слизистых оболочек, периферических нервов и различных внутренних органов. Возбудитель - Mycobacterium leprae - был открыт в 1874 г. А. Хансеном. Палочка лепры является строгим внутриклеточным паразитом тканевых макрофагов (гистиоцитов), мононуклеарных фагоцитов и других клеток.

Таксономия. Возбудитель относится к отделу Firmicutes, семейству Mycobacteriaceae, роду Mycobacterium. Микобактерии широко распространены в природе: они встречаются в воде, почве, в организме теплокровных и холоднокровных животных.

Культивирование. M. tuberculosis - аэроб оптимальная температура для роста 37 ?С, оптимальная рН-в пределах 6,4-7,0. Содержание гуанина и цитозина в ДНК 62-70 мол % (для рода). Рост при температуре 37?С стимулируется инкубацией в воздухе, содержащем 5-20 % СО ₂, и добавлением к среде 0.5 % глицерина. Микобактерии туберкулеза способны синтезировать ниацин; катализная активность относительно слабая и утрачивается при 68?С. На жидких средах через 2-3 недели дают рост в виде морщинистой пленки, а на плотной среде образуют бородавчатый налет. Оптимальная среда для культивирования - яичная среда с добавлением глицерина (среда Левенштейна-Йенсена). Оптимальная биологическая модель - морская свинка. При микрокультивировании на стеклах в жидкой среде через 3 сут. образуются микроколонии, где вирулентные микобактерии располагаются в виде "кос", или "жгутов". Этот феномен называется корд-фактором.

M. bovis - короткие толстые палочки с зернами. Оптимальная биологическая модель - кролики. M. avium - тонкие длинные палочки. Растут на простых питательных средах. Температурный оптимум 40-42?С. Малопатогенны для человека. Вирулентные штаммы M. tuberculosis на плотных средах дают R-колонии.

Морфология. M. tuberculosis - длинные (1-3,5 мкм), тонкие (0,2-0,4 мкм), слегка изогнутые палочки, грамположительные, неподвижные, спор и капсул не образуют. В старых культурах наблюдаются нитевидные ветвящиеся формы, нередко зернистые формы (зерна Муха), как в виде свободно лежащих зерен, так и виде зерен, содержащихся внутриклеточно. В организме больных под влиянием химиопрепаратов часто образуются ультрамалые формы, способные проходить через мелкопористые бактериальные фильтры ("фильтрующиеся формы").

M. leprae - прямая или слегка изогнутая палочка с закругленными концами, диаметром 0,3-0,5 мкм и длиной 1,0-8,0 мкм. Спор и капсул не образует, жгутиков не имеет, грамположительна. M. leprae обладает большим полиморфизмом: в лепромах (лепрозных бугорках) встречаются зернистые, кокковидные, булавовидные, нитевидные, ветвящиеся и другие необычные формы. В пораженных клетках они образуют шаровидные плотные скопления, в которых микобактерии располагаются параллельно друг другу, напоминая расположение сигарет в пачке.

Многие биологические свойства микобактерий объясняются высоким содержанием липидов, составляющих до 40 % сухого остатка клеток. обнаружены три фракции липидов: фосфатидная (растворимая в эфире), жировая (растворимая в эфире и ацетоне), восковая (растворимая в эфире и хлороформе). В составе липидов имеются различные кислотоустойчивые жирные кислоты, в том числе туберкулостеариновая, фтиоидная, миколовая и др. высокое содержание липидов определяет следующие свойства туберкулезных палочек:

1. Устойчивость к кислотам, щелочам и спирту.

2. Трудная окрашиваемость красителями. Для их окрашивания применяют способ по Цилю-Нильсену (концентрированным раствором карболового фуксина при подогревании). Восприняв окраску, туберкулезные бактерии не обесцвечиваются ни спиртом, ни щелочью, ни кислотой, поэтому при докрашивании метиленовым синим в мазке все бактерии, клеточные элементы и слизь окрашиваются в синий цвет, а туберкулезные палочки остаются исходного красного цвета.

3. Относительно высокая устойчивость к высушиванию и действию солнечных лучей. Рассеянный солнечный свет убивает их лишь через 8-10 суток. В мокроте при кипячении гибель наступает через 5-7 минут. В высохшей мокроте жизнеспособность сохраняется в течение многих недель.

4. Устойчивость к действию обычных дезинфицирующих веществ:5 % раствор фенола при добавлении в равном объеме к мокроте вызывает гибель туберкулезных палочек через 6 ч., однако 0,05 % раствор бензилхлорфенола убивает через 15 мин.

5. Высокая гидрофобность, которая находит свое отражение в культуральных свойствах: на глицериновом бульоне в виде пленки желтоватого цвета, которая постепенно утолщается, становиться ломкой и приобретает бугристо-морщинистый вид, при этом бульон остается прозрачным. На глицериновом агаре через 7-10 дней образуется сухой чешуйчатый налет, постепенно переходящий в грубые бородавчатые образования. На щелочном альбуминате рост туберкулезных бактерий, содержащих поверхностный гликолипид - корд-фактор, змеевидный: размножающиеся клетки располагаются, образуя структуру, напоминающую змею, жгут, веревку или женскую косу.

6. С высоким содержанием липидов связана и патогенность туберкулезных бактерий. Содержащиеся в липидах фтиоидная, миколовая и другие жирные кислоты оказывают своеобразное токсическое действие на клетки тканей. Например, фосфатидная фракция обладает способностью вызывать в нормальном организме специфическую тканевую реакцию с образованием эпителиоидных клеток, жировая фракция - туберкулоидной ткани. Эти свойства указанных липидных фракций связаны с наличием в их составе фтиоидной кислоты. восковая фракция, содержащая миколовую кислоту, вызывает реакции с образованием многочисленных гигантских клеток. Таким образом, с липидами, состоящими из нейтральных жиров, восков, стеаринов, фосфатидов, сульфатидов и содержащими такие жирные кислоты, как фтиоидная, миколовая, туберкулостеариновая, пальмитиновая и др., связаны патогенные свойства туберкулезной палочки и те биологические реакции, которыми ткани отвечают на их внедрение. Главным фактором патогенности является корд-фактор, который располагается на поверхности и в толще клеточной стенки. Корд-фактор не только оказывает токсическое действие на ткани, но и защищает туберкулезные палочки от фагоцитоза, блокируя окислительное фосфорилирование в митохондриях макрофагов. Будучи поглощенными фагоцитами, они размножаются в них и вызывают их гибель. Корд-фактор обладает двумя характерными свойствами, указывающими на его важную роль как основного фактора патогенности.

а) при внутрибрюшинном заражении белых мышей он вызывает их гибель через 1-2 нед., после первой инъекции с явлениями распространенной легочной гипертермии. Подобным действием не обладает ни одна другая фракция туберкулезной палочки.

б) он подавляет миграцию лейкоцитов больного туберкулезом человека.

M. tuberculosis, лишенные корд-фактора, являются непатогенными или слабопатогенными для человека. С необычным химическим составом туберкулезных клеток связана также способность их вызывать характерную для туберкулеза реакцию гиперчувствительности замедленного типа, выявляемую с помощью туберкулиновой пробы.

Помимо M. tuberculosis, заболевания могут вызывать M. bovis - возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота, и M. avium - возбудитель туберкулеза птиц.

Род Mycobacterium включает более 40 видов. Как оказалось, многие из них нередко выделяются в различных странах мира от людей, теплокровных и холоднокровных животных, страдающих заболеваниями легких, кожи, мягких тканей и лимфатических узлов. Эти заболевания получили названия микобактериозов. Различают три типа микобактериозов, зависящих от вида микобактерий и иммунного статуса организма.

I. Генерализованные инфекции с развитием видимых невооруженным глазом патологических изменений, внешне напоминающих туберкулезные, но гистологически несколько отличающихся от них.

II. Локализованные инфекции, характеризующиеся наличием макро- и микроскопических поражений, выявляемых в отдельных участках тела.

III. Инфекции, протекающие без развития видимых поражений: возбудитель обнаруживается в лимфатических узлах внутриклеточно или внеклеточно.

По патогенным свойствам род Mycobacterium подразделяют на две группы: 1) патогенные и условно-патогенные (потенциально патогенные) и 2) сапрофиты. Для их ускоренной предварительной дифференциации учитывают, прежде всего, три признака: а) скорость и условия роста; б) способность к пигментообразованию; в) способность синтезировать инкотиновую кислоту (ниацин).

По скорости роста род Mycobacterium подразделяют на три группы:

1. Быстрорастущие - крупные видимые колонии появляются ранее 7-го дня инкубации (18 видов).

2. Медленнорастущие - крупные видимые колонии появляются после 7-ми и более дней инкубации (20 видов).

3. Микобактерии, которые требуют специальных условий для роста или не растут на искусственных питательных средах. К этой группе относятся два вида: M. leprae и M. lepraemurium.

Дифференциация видов микобактерий среди быстро- и медленнорастущих проводится с учетом ряда их биохимических признаков: восстановление нитратов, теллурита; наличие каталазы, уреазы, никотин- и пиразинамидазы, способность синтезировать ниацин; а также пигментообразование.

По способности к пигментообразованию микобактерии также делят на три группы:

1. Фотохромогенные - образуют пигмент лимонно-желтого цвета при росте на свету.

2. Скотохромогенные - образуют пигмент оранжево-желтого цвета при инкубировании в темноте.

3. Нефотохромогенные - пигмента не образуют (независимо от наличия света), иногда культуры имеют светло-желтую окраску.

К патогенным и потенциально патогенным относится 24 вида.

· Медленнорастущие: M. tuberculosis, m. africanum, m. asiaticum, m. avium, m. bovis, m. farcinogenes, m. intracellulare, m. kansasii, m. malmoense, m. marinum, m. microti, m. haemophilium, m. scrofulaceum, m. senegalense, m. szulgai, m. ulcerans, m. xenopi.

· Быстрорастущие:M. chelonii, m. fortuitum, m. porcinum, m. vaccae, m. paratuberculosis.

· Не растущие внеклеточно или требующие специальных условий для роста: M. leprae, m. lepraemurium.

К наиболее частым возбудителям туберкулеза и микобактериозов относятся: M. tuberculosis, m. africanum, m. avium, m. bovis, m. kansasii, m. microti, m. ulcerans, m. xenopi.

Ферментативная активность. Туберкулезные микобактерии дают положительный результат при ниациновом тесте, редуцируют нитраты, разлагают мочевину, никотинамид, пиразинамид.

Антигенная структура. Антигенная структура микобактерий довольно сложная, имеет сложный и мозаичный набор антигенов, которые связаны с клеточной стенкой, рибосомами, цитоплазмой, имеют белковую и липополисахаридную природу, участвуют в реакциях ГЗТ и ГНТ, обладают протективной активностью. Способны вызывать в организме человека и животных образование антиполисахаридных, антифосфатидных, антипротеиновых и иных антител, различающихся по своей специфичностью. Живые и убитые бактерии способны индуцировать развитие гиперчувствительности замедленного типа. Этим свойством не обладают не белки, ни одна из липидных фракций микобактерий.

Резистентность. Микобактерии устойчивы к окружающей среде: в пыли сохраняются 10 дней, на книгах, игрушках - до 3 мес., в воде - до 5 мес., масле - до 10 мес., сыре - до 8 мес., мокроте - до 10 мес. при кипячении погибают через 5 мин. Для дезинфекции используют активированные растворы хлорамина и хлорной извести.

Эпидемиология. Туберкулез распространен повсеместно, является социальной проблемой; инфицированность населения, заболеваемость и летальность довольно высоки, особенно в слаборазвитых странах. Восприимчивость людей к туберкулезу всеобщая. На заболеваемость влияют социальные условия жизни населения. Источником инфекции является больной человек; пути передачи инфекции - преимущественно воздушно-капельный. Однако входными воротами могут быть любые слизистые оболочки и любой поврежденный участок кожи. Заражение M. bovis от крупного рогатого скота происходит в основном алиментарным путем через инфицированные молоко и молочные продукты. Туберкулез, вызванный M. bovis, наблюдается чаще у детей, поскольку молоко для них служит основным продуктом питания. Эпидемическую опасность представляют только больные с открытой формой туберкулеза, когда происходит выделение возбудителя в окружающую среду.

Патогенез и клиническая картина. При заражении (инкубационный период 3-8 нед.) месте внедрения возбудителя формируется первичный туберкулезный комплекс (воспалительная или воспалительно-некротическая реакция), который может распространиться и придать болезни различные формы - от легких до тяжелых септических, с поражением различных органов и систем. Чаще всего туберкулез поражает легкие.

При попадании через дыхательные пути (или другим способом) в альвеолы и бронхиальные железы туберкулезные палочки вызывают образование первичного аффекта в виде бронхопневмотического фокуса, из которого они по лимфатическим сосудам проникают в региональный лимфатический узел, вызывая специфическое воспаление. Все это вместе: бронхопневмотический фокус + лимфангаит + лимфаденит - и образуют первичный туберкулезный комплекс (первичный очаг туберкулеза. Туберкулезная палочка, благодаря наличию в ее клетках различных жирных кислот и других антигенов, вызывает в тканях определенную биологическую реакцию, которая приводит к формированию специфической гранулемы - бугорка. В центре его обычно располагаются гигантские клетки Пирагова- Лангерганса со множеством ядер. В них обнаруживаются туберкулезные палочки. Центр бугорка окружен эпителиоидными клетками, которые составляют главную массу бугорка. По периферии его располагаются лимфоидные клетки. Судьба первичного очага может быть различной. В тех случаях, когда общая резистентность ребенка в силу ряда причин снижена, очаг может увеличиваться и подвергаться творожистому (казеозному) распаду в результате действия токсичных продуктов туберкулезной палочки и отсутствия в бугорках кровеносных сосудов. Такая казеозная пневмония может стать причиной тяжелой первичной легочной чахотки, а при попадании возбудителя в кровь - генерализованного туберкулеза, приводящего ребенка к смерти. В большинстве же случаев при наличии достаточно высокой естественной резистентности организма первичный очаг через некоторое время окружается соединительнотканной капсулой, сморщивается и пропитывается солями кальция (обызвествляется), что рассматривается как завершение защитной реакции организма на внедрение туберкулезной палочки и означает формирование уже приобретенного нестерильного (инфекционного) иммунитета к туберкулезу, так как микобактерии могут сохранять жизнеспособность в первичном очаге многие годы.

В случае заражения алиментарным путем туберкулезные палочки попадают в кишечник, захватываются фагоцитами слизистой оболочки и заносятся по лимфатическим путям в региональные кишечные лимфатические узлы, вызывая их характерные поражения. Туберкулезные палочки в этом случае через ductus thoracicus и правые отделы сердца также могут проникнуть в легкие и стать причиной туберкулеза легких.

Для клиники туберкулеза легких характерно чередование периодов выздоровления, наступающих после эффективной химиотерапии, и частых рецидивов, причиной которых являются сохранение в организме туберкулезных палочек, особенно в L-форме, и изменение иммунного статуса больного. L-формы микобактерий мало вирулентны, но, возвращаясь в исходную форму, они восстанавливают вирулентность и способны вновь и вновь вызывать обострения процесса.

Туберкулиновая проба и ее значение. Для туберкулезной инфекции характерна реакция ГЗТ, выявляемая внутрикожным введение туберкулина (реакция Манту). Для проведения этой пробы используется PPD- белковый очищенный препарат микобактерии туберкулеза. Несенсибилизированный организм на препарат не реагирует, но если в организме присутствуют живые микобактерии (у больного или вакцинированного), то через 48 часов развивается местная воспалительная реакция. Противотуберкулезный иммунитет непрочен и сохраняется только при наличии в организме микобактерий. туберкулез микобактериоз эпидемиология патогенез

Лабораторная диагностика. Для диагностики туберкулеза применяют все методы: бактериоскопический, бактериологический, серологический, биологический, аллергические пробы, ПЦР. При бактериоскопическом иследовании исследуют мокроту, промывные воды бронхов, мочу, спинномозговую жидкость и др. бактериоскопия мазков, окрашенных по Цилю-Нильсену, эффективна только при высокой концентрации микобактерий в исследуемом материале. Для "обогащения" исследуемого материала используют различные методы концентрирования: центрифугирование или флорация,, а также фазово-контрастный (для обнаружения L-форм) и люминесцентной микроскопии.

Бактериологический метод, посев на жидкие и плотные питательные среды более эффективны, но требует 3-4 недели. Как ускоренный метод диагностики используется микрокультивирование на стеклах в среде Школьникова. Иногда используют биологический метод - заражение морской свинки, который является одним из наиболее чувствительных.

Из числа серологических реакций для диагностики туберкулеза предложены РСК, РПГА, реакции преципитации, методы иммуноферментного анализа, радиоиммунный метод, иммуноблотинг, реакция агрегат-гемагглютинации. Использование различных антигенов позволяет обнаруживать наличие определенных антител.

· Из всех микробиологических методов диагностики лепры используется главным образом бактериоскопический. Материалом для исследования являются слизь или соскобы со слизистой оболочки носа, скарификаты из пораженного участка кожи, кусочки пораженного органа или ткани, из которых готовят гистологические срезу. Мазки и срезы окрашиваются по Цилю-Нильсену. Для дифференциации M. leprae от M. tuberculosis используют биологическую пробу на белых мышах, для которых M. leprae не патогенна.

Лечение. Консервативное лечение туберкулеза проводят с помощью антибиотиков и химиопрепаратов. Препараты I ряда (более ранние) включают производные парааминосалициловой кислоты (ПАСК), гидразида изоникотиновой кислоты (ГИНК) - изониазид, фтивазид и др. и препараты группы стрептомицина. Препараты II ряда - рифампицин, циклосерин,, канамицин, флоримицин, тиоацетазон (тибон) и др. антибиотики. У микобактерий к химиопрепарата, в особенности I ряда, часто наблюдается устойчивость, поэтому лечение должно сопровождаться контролем степени чувствительности их к применяемым препаратам.

Профилактика. Проведение комплекса санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий (санитарное состояние предприятий, детских учреждений, школ и т.д., выявление больных взятие на учет семей, диспансеризация, эпидемиологический надзор и т.д.). специфическую профилактику осуществляют путем введения живой вакцины - BCG (Bacille Calmette-Guerin), полученной Кальметтом и Гереном ослабленного многолетними пересевам штамма M. bovis. Вакцинируют новорожденных (5-7-й день жизни). Вакцину, содержащую 0,05 мг сухих живых бактерий в объеме 0,1 мл., вводят внутрикожно. Ревакцинацию проводят в 7 и 14 лет и 27-30 лет только лицам, отрицательно реагирующим на внутрикожную пробу Манту. При положительной реакции ревакцинацию не проводят.

Большую роль в общей системе мер борьбы с туберкулезом в стране сыграло создание специализированной противотуберкулезной службы, включающей различные лечебные учреждения, в том числе диспансеры, санатории и т.п., а также проведение массового флюорографического обследования населения.

Список литературы

1. Воробьев А.А., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбакова А.М. Микробиология. Учебник для студентов медицинских и фармацевтических вузов. М.: Медицина, 2003 г.

2. Воробьев В.В. Кривошеина Ю.С. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Учебник. М.: Мастерство; Высшая школа, 2001 г.

3. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. Учебник для медицинских вузов. С-Пб.: СпецЛит, 2008 г.

4. Лысак В.В. Микробиология. Учебное пособие для студентов. Минск. БГУ, 2005 г.

Размещено на Allbest.ru