Сколько живет микобактерия туберкулеза

Mycobactérium tuberculósis (лат.), па́лочка Ко́ха (МБТ, BK) — вид микобактерий, типовой вид семейства Mycobacteriaceae, выделен 24 марта 1882 года Робертом Кохом (24 марта объявлено ВОЗ Всемирным днём борьбы с туберкулёзом).

Входит в группу близкородственных видов MTBC (англ. Mycobacterium tuberculosis complex), (M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum, M. microti, M. pinnipedii и M. caprae), способных вызывать туберкулёз у человека и некоторых животных. Является наиболее изученным видом из этой группы.

Бактерии, входящие в MTBC, имеют высокую степень родства (порядка 99,9 %) и идентичны по последовательностям 16S рРНК.

Морфология возбудителя туберкулёза[править | править код]

МБТ относятся к прокариотам (в их цитоплазме нет высокоорганизованных органелл — аппарата Гольджи, лизосом). Отсутствуют также характерные для части прокариотов и некоторых других видов микобактерий плазмиды, обеспечивающие для микроорганизмов динамику генома. В сущности, элементы динамики генома обеспечивается способностью МБТ к мутации, а точнее к перемещению транспозонной последовательности IS6110, что обеспечивает наличие в популяции особей с генами, «выключенными» из работы, что обеспечивает, например, устойчивость особей к тем или иным антибиотикам.

Форма — слегка изогнутая или прямая палочка 1—10 мкм диаметром 0,2—0,6 мкм. Клетки с характерным свойством кислото- и спиртоустойчивой (на одной из стадий роста) окраски, являются аэрофилами и мезофилами (диапазон температур 37—42 °C), однако в процессе жизнедеятельности в неблагоприятных условиях метаболизм может измениться, а клетки трансформироваться в микроаэрофилы и даже становиться анаэробами. По потреблению кислорода и развитости оксидазных систем микобактерии схожи с истинными грибами. В качестве связующего звена между НАДН-дегидрогеназой и цитохромом b в переносящей системе рода Mycobacterium служит Витамин K9. Эта система цитохромов напоминает митохондриальную эукариотов. Она чувствительна к динитрофенолу, так же как и у высших организмов. Описанный тип дыхания — не единственный источник образования АТФ. Кроме O2-терминальной, микобактерии могут использовать дыхательные цепи, переносящие электроны и оканчивающиеся нитратами (NO3−). Резервом дыхательной системы микобактерий является ещё и глиоксилатный цикл. Бескислородное (эндогенное) дыхание, проявляющееся в атмосфере с концентрацией кислорода менее 1 %, стимулирует азидные соединения, которые уменьшают окисление пирувата или трегалозы.

Тинкториально — слабо грамположительные. Для дифференцировки окрашивают по Цилю — Нельсену или используют окраску флюорохромами.

Люминесцентная микроскопия.

Микобактерии неподвижны, не образуют спор и капсул. Конидии также отсутствуют. Растут на плотных питательных средах медленно: при оптимальной температуре видимые колонии появляются через 34—55 сут (присутствие в среде L-аспарагина или глутамината натрия ускоряет рост на плотных средах в 1,5 раза). Колонии чаще характерного цвета «слоновой кости», но бывают слабо пигментированные розовые или оранжевые, особенно при росте на свету.

Среда Левенштейна — Йенсена

Пигмент не диффундирует. Поверхность колоний обычно шероховатая (R-тип). В микроколониях М. tuberculosis (то есть на ранних сроках) и в жидких питательных средах образуются структуры, напоминающие «косы» или «жгуты» — признак, который связывают с корд-фактором.

Проявление корд-фактора (рост колонии МБТ, напоминающий мицелий грибницы)

Kорд-фактор при люминесцентной микроскопии

Нередко микобактерии растут в виде слизистых или морщинистых колоний. На жидких средах микобактерии могут расти на поверхности. Нежная сухая плёнка со временем утолщается, становится бугристо-морщинистой и обретает желтоватый оттенок. Бульон остаётся прозрачным, и добиться диффузного роста удаётся в присутствии детергентов (ПАВ). При окраске карболовым фуксином и метиленовым синим микобактерии туберкулёза выявляются в виде тонких, слегка изогнутых палочек малиново-красного цвета, содержащих различное количество гранул. Иногда можно обнаружить изогнутые или извитые варианты. Микроорганизмы, располагающиеся поодиночке, парами или в виде групп, хорошо выделяются на голубом фоне других компонентов препарата. Нередко бактериальные клетки могут располагаться в виде римской цифры «V». В препарате можно выявить также изменённые кокковидные кислотоустойчивые формы возбудителя, округлые сферические или мицелиеподобные структуры. В этом случае положительный ответ должен быть подтверждён дополнительными (культуральными) методами исследования[2].

В бактериальной клетке дифференцируется:

  • клеточная стенка — состоящая из 3—4 связанных слоёв толщиной до 200—250 нм, содержит специфичные воска (микозиды) полисахариды, защищает микобактерию от воздействия внешней среды, обладает антигенными свойствами и проявляет серологическую активность; ограничивает микобактерию снаружи, обеспечивает стабильность размеров и формы клетки, механическую, осмотическую и химическую защиту, включает факторы вирулентности — липополисахариды, с фосфатидной фракцией которых связывают вирулентность микобактерий;
  • бактериальная цитоплазма; может содержать гранулы;
  • цитоплазматическая мембрана — включает липопротеиновые комплексы, ферментные системы, формирует внутрицитоплазматическую мембранную систему (мезосому);
  • ядерная субстанция — состоит из одной кольцевой ДНК.

Белки (туберкулопротеины) являются главными носителями антигенных свойств МБТ и проявляют специфичность в реакциях повышенной чувствительности замедленного типа. К этим белкам относится туберкулин. С полисахаридами связано обнаружение антител в сыворотке крови больных туберкулёзом. Липидные фракции способствуют устойчивости микобактерий к кислотам и щелочам.

Метаболизм и развитие МБТ в разных условиях[править | править код]

МБТ не выделяют эндо- и экзотоксинов, поэтому при инфицировании ими ярких клинических симптомов, как правило, не возникает. По мере размножения МБТ и формирования повышенной чувствительности тканей к туберкулопротеинам возникают первые признаки инфицирования (положительная реакция на туберкулин).

МБТ размножаются простым делением на две клетки. Цикл деления — 14—18 часов. Иногда размножение происходит почкованием, редко ветвлением.

МБТ весьма устойчивы к воздействию факторов внешней среды. Вне организма сохраняют жизнеспособность много дней, в воде — до 5 месяцев. Но прямой солнечный свет убивает МБТ в течение полутора часов, а ультрафиолетовые лучи — за 2—3 минуты. Кипящая вода вызывает гибель МБТ во влажной мокроте через 5 минут, в высушенной — через 25 минут. Дезинфектанты, содержащие хлор, убивают МБТ в течение 5 часов.

МБТ, поглощённые макрофагами в процессе фагоцитоза, сохраняют свою жизнеспособность длительное время и могут вызывать заболевание после нескольких лет бессимптомного существования.

МБТ могут образовывать L-формы, имеющие сниженный уровень метаболизма и ослабленную вирулентность. L-формы могут длительное время персистировать (сохраняться) в организме и индуцировать (вызывать) противотуберкулёзный иммунитет.

МБТ могут существовать в виде очень мелких фильтрующихся форм, которые выделяются у больных, длительно принимавших противотуберкулёзные препараты.

Генетика и эволюция Mycobacterium tuberculosis[править | править код]

Разнообразие свойств данного микроорганизма определяется её хромосомой.
Геном M. tuberculosis complex очень консервативен. Его представители обладают гомологией ДНК в пределах 85—100 %, тогда как ДНК других представителей данного рода гомологичны M. tuberculosis лишь на 5—29 %[3].
Геном M. tuberculosis меньше, чем у других микобактерий. У классического возбудителя туберкулёза человека, M. tuberculosis, больше генов, чем у M. africanum и M. bovis, которые утратили часть генетического материала в ходе эволюции.

В 1998 г. была опубликована нуклеотидная последовательность хромосомы штамма H37Rv M. tuberculosis, являющегося музейным «классическим» штаммом. Хромосома представляет собой тороидальную структуру — свыше 4000 генов, кодирующих белки, плюс 60, кодирующих функциональные компоненты РНК: уникальный рибосомальный РНК-оперон, 10Sа РНК, участвующий в деградации белков с нетипичной матричной РНК, 45 транспортных РНК (тРНК), около 100 липопротеинов.

Особенность генома M. tuberculosis complex — большое число повторяющихся последовательностей ДНК. Так, в хромосоме M. tuberculosis Н37Rv насчитывают до 56 копий IS-элементов, которые обеспечивают ДНК-полиморфизм микобактерий туберкулёза (эту особенность используют в ПЦР-диагностике). Большинство из них, за исключением элемента IS6110, неизменны. В составе хромосомы различных штаммов микобактерий туберкулёза, как правило, присутствует от 5 до 20 копий IS6110, однако встречаются штаммы, не имеющие данного элемента. Различия в количестве копий и локализации на хромосоме этих генетических элементов используют для дифференциации штаммов микобактерий туберкулёза в молекулярной эпидемиологии. Наиболее совершённые схемы генотипирования микобактерий основаны на выявлении геномного полиморфизма, обусловленного элементом IS6110. Характерно, что дивергенция вида M. tuberculosis происходит, как правило, за счёт рекомбинаций между копиями элемента IS6110, которые фланкируют различные гены.

Фактически с самого начала применения антибиотикотерапии возник феномен лекарственной устойчивости. Феномен потому, что микобактерия не имеет плазмид, а популяционная устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам традиционно описывалась в микробной клетке наличием R-плазмид (от англ. resistance — устойчивость). Однако, несмотря на этот факт, отмечалось появление или исчезновение лекарственной устойчивости у одного штамма МБТ. В итоге выяснилось, что за активацию или дезактивацию генов, отвечающих за резистентность, ответственны IS-последовательности.

В употребление вошёл термин «мутации МБТ». Он означает выявленную генетическими методами (ДНК-зонды и ПЦР-РВ) устойчивость к антибактериальным препаратам, однако следует понимать, что здесь мы имеем дело с «псевдомутациями», обусловленными временным внедрением IS-последовательности в определённый участок гена.

Особое место занимает генетическое семейство Beijing (Пекин), впервые выявленное в гистологических препаратах лёгочной ткани в 1956—1990 гг. от больных предместья китайской столицы. В этой группе частота множественной лекарственной устойчивости значительно выше, чем среди представителей других семейств. На сегодняшний день штаммы этого семейства обнаружены в государствах Азии, Южной Африки, странах Карибского бассейна, США. Распространение данного генотипа на различных территориях определяется этническими характеристиками коренного населения и мигрантов. Недавно получены данные о распространении штаммов генотипа S1/Beijing на северо-западе европейской части России (Санкт-Петербург), некоторых регионах Сибири, а также на территории Дальневосточного федерального округа.

Молекулярный патогенез: взаимодействие микобактерий с клеткой[править | править код]

Микобактерии туберкулёза относят к внутриклеточной инфекции, с чем связывают их высокую способность к персистенции. Первично инфицируют макрофаги хозяина, развивая особые стратегии выживания и размножения в этих высокоспециализированных клетках. Используя способность макрофагов образовывать специализированные органеллы — фагосомы, микобактерии приспособили эти органеллы для своей жизнедеятельности, при этом получая несомненные преимущества, необходимые для избегания действия защитных «хозяйских» механизмов, таких как антитела и система комплемента.

При помощи маннозного рецептора, а также рецепторов системы комплемента (CR1, CR3 и CR4) микобактерии связываются с мембраной макрофага и фагоцитируются внутрь клетки. Внутри фагосомы микобактерии производят её ремоделинг таким образом, что нарушают процесс её созревания и дальнейшее слияние с лизосомой для образования фаголизосомы.

Микобактериальная фагосома[править | править код]

В отличие от нормальной фагосомы, микобактериальная имеет значительные различия в составе мембран и их внутреннего содержимого. Микобактерии задерживают созревание фагосомы на ранней стадии, не позволяя ей в дальнейшем слиться с лизосомой для образования фаголизосомы, в которой происходит лизис клеток микроорганизмов. Поэтому эта фагосома имеет маркеры раннего этапа созревания (англ. early endosome), такие как rab5, coronin-1, кроме того, существует активное взаимодействие между ранними эндосомами и микобактериальной фагосомой, что обеспечивает микобактерии питательными веществами.

Жизнестойкость[править | править код]

МБТ очень устойчива в окружающей среде. Так, при температуре 23 °C во влажном и тёмном месте она сохраняется до 7 лет. В тёмном и сухом месте (при высыхании мокроты больного или в пыли) МБТ сохраняется до 10—12 месяцев, в уличной пыли (то есть в сухом и светлом месте) палочка Коха сохраняется до 2 месяцев, на страницах книг — до 3 месяцев, в воде — до 5 месяцев. В почве МБТ сохраняется до 6 месяцев, в сыром молоке — до 2 недель, в масле и сыре — до года.

На сегодняшний день считают, что микобактерии туберкулёза, находящиеся в мокроте, остаются жизнеспособными при открытом кипячении последней в пределах 5 мин. Микобактерии чувствительны к средствам, содержащим хлор (хлорная известь, хлорамин и др.) и третичные амины, а также к перекиси водорода.

Культивация[править | править код]

В качестве стандартной среды для культивирования микобактерий туберкулёза ВОЗ рекомендована плотная яичная среда Левенштейна — Йенсена. В России и некоторых других странах широкое распространение получила рекомендованная в качестве второй стандартной яичная среда Финна-II с несколько более высоким процентом выделения микобактерий[4][5]. Для повышения вероятности роста микобактерий в настоящее время рекомендуется засеивание патологического материала на 2—3 среды одновременно.

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Hestvik AL, Hmama Z, Av-Gay Y. Mycobacterial manipulation of the host cell. FEMS Microbiol Rev. 2005 Nov;29(5):1041-50. PMID 16040149
  • Vergne I, Chua J, Singh SB, Deretic V. Cell biology of mycobacterium tuberculosis phagosome. Annu Rev Cell Dev Biol. 2004;20:367-94. PMID 15473845
  • Kusner DJ. Mechanisms of mycobacterial persistence in tuberculosis. Clin Immunol. 2005 Mar;114(3):239-47. PMID 15721834
  • Houben EN, Nguyen L, Pieters J.Interaction of pathogenic mycobacteria with the host immune system.Curr Opin Microbiol. 2006 Feb;9(1):76-85. PMID 16406837
  • Russell DG. Mycobacterium tuberculosis: here today, and here tomorrow. Nat Rev Mol Cell Biol. 2001 Aug;2(8):569-77. PMID 11483990

Ссылки[править | править код]

  • TB database: an integrated platform for Tuberculosis research (англ.)
  • Photoblog about Tuberculosis (англ.)
  • Mycobacterium tuberculosis. NCBI Taxonomy Browser.
  • Database on Mycobacterium tuberculosis genetics (англ.)

Источник

Сегодня каждый знает, что такое туберкулезная палочка, или палочка Коха (по имени ученого, который ее обнаружил). Туберкулез до начала XX в. был практически неизлечимым. Сейчас инфекцию стараются выявить на ранних стадиях, когда она легче поддается лечению. Для этой цели разработан комплекс мер по ранней диагностике и профилактике.

Как передается

Туберкулез – это инфекционное заболевание. Кроме палочки Коха (бактерии M. tuberculosis), существуют и группа близкородственных микобактерий, вызывающих туберкулез. Обнаружена типовая микобактерия и доказана инфекционная природа заболевания Робертом Кохом в 1882 г. Микобактерии имеют такое название, потому что совмещают в себе свойства бактерий и грибов.

Разные формы туберкулеза широко распространены в мире, им болеют как люди, так и животные. Инфицирование наступает после попадания туберкулезной палочки в организм. Начнет ли развиваться болезнь, зависит от иммунного статуса человека, поэтому надо помнить о том, что к снижению иммунитета приводят не только хронические болезни, но и такие причины, как стресс или вредные привычки.

Наиболее частый способ заражения – воздушно-капельный.

В таком случае патогенные микробы распространяются по воздуху, когда больной человек чихает, кашляет или разговаривает. Гораздо реже (примерно 5% случаев заражения) болезнь может передаваться алиментарным путем. Бактерии попадают в организм человека через продукты, особенно животного происхождения. Например, можно заразиться, употребив в пищу мясо больного животного.

Еще один вид заражения – внутриутробный, когда болезнь передается от матери к ребенку. Инфекция также может передаваться контактно (через кожные покровы) или опосредованно (через общие бытовые предметы).

Чем она опасна

Палочка Коха является возбудителем заболевания, которое и в XXI в. остается смертельно опасным. Сейчас смертность от туберкулеза ниже, чем была в прошлых столетиях, но болезнь еще остается непобежденной. Причина этого – наличие лекарственно-устойчивых форм микобактерии.

Такие формы инфекции не поддаются лечению наиболее распространенными противотуберкулезными препаратами. В такой ситуации прибегают к антибиотикам второго ряда. Лечение устойчивых форм туберкулеза занимает не менее 2 лет. Если микобактерии не реагируют и на препараты второго ряда, то заболевание такой формой туберкулеза является смертельным приговором.

Появление лекарственно-устойчивых штаммов – результат того, что у микобактерий есть способность к мутации. Они могут приспосабливаться под действие антибиотиков, и препараты перестают быть губительными для бактерий. Появление лекарственной устойчивости может произойти у тех пациентов, которые не придерживаются правил приема антибиотиков. Прерывание курса является смертельно опасным. Ученые постоянно работают над созданием лекарств, которые смогут уничтожить лекарственно устойчивые штаммы туберкулезной инфекции.

Высокий уровень заболеваемости сохраняется в местах лишения свободы.

Среди заключенных высокий уровень смертности от туберкулеза. Еще один фактор, способствующий распространению туберкулеза, – ВИЧ-инфекция. Из-за сниженного иммунитета люди с ВИЧ-инфекцией чаще других заболевают туберкулезом. Туберкулез – самая частая причина смерти больных СПИДом.

Высокозаразную болезнь не удается полностью победить еще и потому, что многие пациенты годами болеют открытой формой заболевания, но не знают о диагнозе и, соответственно, заражают других людей. Ученые разрабатывают механизмы ранней диагностики заболевания и считают, что снизить уровень заболеваемости поможет высокая осведомленность населения об инфекции.

Симптомы

В начале развития заболевания проявляются неспецифические признаки интоксикации организма. Это слабость, быстрая утомляемость, повышенная потливость, особенно в ночное время. Часто наблюдается снижение веса из-за пониженного аппетита. Кожа больного выглядит бледной. Отмечается длительная субфебрильная температура (в пределах +37,1…+38 °C). Могут увеличиваться лимфоузлы.

По мере прогрессирования заболевания присоединяются симптомы со стороны пораженного органа. У туберкулеза существует несколько форм, которые отличаются симптомами и лечением.

Легочная форма туберкулеза

Наиболее часто встречающаяся форма инфекции – легочная. О ней может свидетельствовать длительный кашель с мокротой, в запущенных случаях – кровохаркание. При осмотре врач слышит хрипы в легких. Больной отмечает появление одышки и затруднение дыхания. При присоединении плеврита (скопление жидкости в легких) появляются сильные боли в грудной клетке.

Почечная форма

Если туберкулезная палочка поразила почки, на начальной стадии заболевание трудно дифференцировать от других патологий. У больных присутствуют общие признаки интоксикации – слабость, лихорадка, потливость. К ним могут добавиться боли в пояснице и нарушение мочеиспускания. В запущенных стадиях может наблюдаться повышение артериального давления.

Кожная форма туберкулеза

Для этой формы заболевания характерны различные внешние изменения кожных покровов, появление уплотненных узелков, папул красно-коричневого цвета, мелких высыпаний, язв. Туберкулез кожи имеет много клинических форм, что затрудняет постановку диагноза.

Диагностика

К традиционным методам диагностики туберкулеза легких относится проведение флюорографии, рентгена грудной клетки, туберкулинодиагностики (проба Манту). Рентгеновские снимки показывают структурные изменения в легких, проба Манту дает возможность оценить иммунную реакцию на микобактерии. Для получения более подробной картины состояния легких используют компьютерную томограмму.

Одним из основных диагностических методов является посев мокроты больного. Это исследование позволяет обнаружить наличие бактерий в мокроте, но отрицательный результат не всегда говорит об отсутствии инфекции у человека. Бактерии в мокроте обнаруживаются только у больных открытой формой туберкулеза, которые могут заражать других. У пациентов с закрытой формой и у детей на ранней стадии заболевания посев часто дает отрицательный результат.

Еще одним методом диагностики является ПЦР (полимеразная цепная реакция).

Это исследование нацелено на обнаружение микобактерии в биологическом материале пациента.

В случае внелегочных заболеваний исследуются кровь и моча на наличие антител к туберкулезной инфекции, образцы пораженных органов – на наличие микобактерий. При подозрении на почечный туберкулез проводят УЗИ или компьютерную томографию почек. Диагноз туберкулез кожи ставится на основе осмотра дерматологом, обнаружения антител к инфекции в биологических жидкостях, проведения пункции для подтверждения нахождения микобактерий в очаге поражения кожи.

К новым методам диагностики относится экспресс-тест. Он позволяет определить не только наличие микобактерий, но и устойчивость к самому распространенному препарату против туберкулеза – Рифампицину. Результаты доступны через 2 часа после проведения анализа. ВОЗ рекомендует этот метод диагностики как приоритетный у людей с подозрением на инфекцию.

Сколько живет палочка Коха

Сколько живет туберкулезная палочка, зависит от условий, в которых она находится. Наиболее благоприятная среда – высокая влажность и умеренная температура.

В организме человека

Продолжительность жизни микобактерии – 18 часов. Опасность в том, что за это время палочка размножается, и количество паразитических микроорганизмов увеличивается в сотни раз.

Человеческий организм – не самая благоприятная среда для микобактерий, но они могут длительное время находиться в неактивной форме. В таком случае иммунитет не реагирует на наличие паразитических бактерий, а защитная оболочка туберкулезной палочки уберегает ее от внешних воздействий. В таком виде микобактерии могут прожить в организме человека десятки лет до того, как начнет развиваться заболевание.

Во внешней среде

В окружающей среде палочка туберкулеза может прожить от нескольких недель до нескольких лет.

Если в доме или квартире жил больной человек, у которого была открытая форма туберкулеза, то в воздухе, пыли и на предметах быта палочка сохраняет жизнеспособность около месяца. В книгах она может сохраняться до 3 месяцев.

В темном влажном помещении микобактерии живут около 3 лет, в прохладной воде – полгода.

Длительную жизнеспособность микобактерии могут сохранять в продуктах питания. Если в молоке палочка погибает через 18 дней, то в сыре, масле и замороженном мясе может существовать в течении 10 месяцев.

Как убить

Боится палочка Коха ультрафиолетового излучения и повышенной кислотности. Под прямыми солнечными лучами микобактерии погибают за несколько часов, чистый ультрафиолет убивает паразитов за несколько минут. Поэтому палаты в больницах оборудованы ультрафиолетовыми лампами большого размера. Важно регулярно обеззараживать помещения.

Больного туберкулезом для уничтожения вредоносных бактерий лечат комплексом антибиотиков. Чтобы вылечить туберкулезную инфекцию, необходима длительная терапия. В среднем она занимает от полугода до года, при устойчивой к лекарствам форме – несколько лет.

Палочка Коха погибает при обработке антисептическими средствами, которые содержат хлор, в течение 4-5 часов. Микобактерии разрушаются при кипячении. В горячей воде, но не кипятке, бактерии гибнут, но для этого необходимо длительное воздействие температур.

При какой температуре погибает

Микобактерии сохраняют жизнеспособность в условиях влажности и невысокой температуры. Низкой температуры возбудитель инфекции не боится, палочку Коха не убивает температура -20°C, в таких условиях она может прожить 7 лет.

Губительным для патогенного микроорганизма становится воздействие температуры +85°C и выше. При такой температуре погибает палочка Коха за 30 минут.

Источник