Типы и свойства палочки Коха — бактерии-возбудителе туберкулеза
С туберкулезом человечество столкнулось очень давно. Туберкулезные изменения, обнаруженные в скелете человека, жившего в 5 тысячелетии до нашей эры, подтверждают это. Но причину заболевания удалось установить только в 1882 году.
24 марта Роберт Кох, изучая под микроскопом мокроту больного туберкулезом, окрашенную специальным образом, увидел палочки микобактерий. После открытия он выделил чистую культуру этих микроорганизмов и занялся подробным изучением их строения. В честь ученого бактерии получили название «палочки Коха».
Оглавление
Классификация и микробиология
Возбудитель туберкулеза – бактерии рода микобактерия. Они классифицируются следующим образом:
- Домен (надцарство): Procariot;
- Царство: Bacteria;
- Тип: Actinobacteria;
- Класс: Actinobacteria;
- Порядок: Actinomycetalis;
- Семейство: Micobacteriacae;
- Род: Mycobacterium;
- Вид: Mycobacterium tuberculosis;
Род Mycobacterium включает в себя более 160 видов, однако большинство из них не являются патогенными. Поэтому в микробиологии принято рассматривать данный род на примере строения типичного представителя — Mycobacterium tuberculosis (микобактерия туберкулеза).
Из всего многообразия туберкулез у человека способны вызывать только три вида микобактерий :
- Mycobacterium tuberculosis является возбудителем в 92% случаев;
- Mycobacterium bovis – в 5%;
- Mycobacterium africanum – крайне редко, около 3%.
Чистые культуры микобактерий.
tuberculosis — туберкулезная палочка, или палочка Коха, — это такая бактерия палочковидной формы (см. фото), которую впервые увидел и описал Роберт Кох.
Возбудитель туберкулеза всегда – бактерия, болезнь не вызывается вирусом.
Иногда микобактерии туберкулеза называют бациллами, но это ошибочное утверждение, так как бациллы – это бактерии палочковидной формы, способные образовывать споры. M. Tuberculosis имеет палочковидную форму, однако спор не образует, поэтому не относится к данной разновидности микроорганизмов.
Типы микобактерий и способность к распространению
Кроме типичных возбудителей туберкулеза, микробиологическая классификация микобактерий включает в себя еще несколько патогенных для человека, но вызывающих другие заболевания, бактерий:
- М. Avium;
- М. Fortuitum;
- М. Terrae;
- Leprae;
- Ulcerance.
Туберкулезная палочка способна поражать любые органы и ткани в организме человека, но чаще всего это дыхательная система.
Туберкулез легких (в народе его называли «чахоткой» из-за того, что он приводил к сильному истощению больных, они чахли от болезни) является самой частой формой, встречается более чем в половине случаев (55-70%). Носитель туберкулезной палочки с легочной формой болезни крайне опасен для окружающих, так как выделяет в окружающую среду максимальное количество бактерий.
Кроме дыхательной системы, туберкулезная палочка поражает:
- опорно-двигательный аппарат – в большинстве случаев страдают позвонки;
- нервную систему – болезнь протекает в форме туберкулезного менингита или менингоэнцефалита;
- мочеполовую систему – почки поражаются чаще всего;
- кожу, слизистые и глаза – раньше такую форму туберкулеза, не отличая от аллергии, называли «золотухой» из-за разнообразных высыпаний (бугорков, папул и др.), которые покрывались золотистой корочкой;
- пищеварительную систему: преимущественная локализация – окончание тонкой, начало толстой кишки.
Еще одно народное название туберкулеза паренхиматозных органов – «бугорчатка», из-за соответствующего бугристого вида пораженных органов. Все эти формы чаще всего – вторичные, развиваются вследствие генерализации инфекции.
Возбудитель туберкулеза является невероятно устойчивым к различным защитным механизмам макроорганизма, в том числе он подавляет фагоцитоз. Это может способствовать беспрепятственному распространению палочек Коха по всему организму.
Течение микобактериальной инфекции может иметь несколько форм:
- Бессимптомное носительство – характерно для начальной стадии заболевания (инкубационный период). Все люди, которым была сделана прививка БЦЖ, являются обладателями нестерильного иммунитета, а, следовательно, носителями микобактерии. Палочка Коха, живущая в организме вакцинированного, имеет ослабленную вирулентность, поэтому неспособна вызвать болезнь, но стимулирует иммунную систему.
- Очаговая форма – наиболее характерна для впервые заболевших. Инфекция в организме локализуется и отграничивается защитными силами от здоровых тканей, что препятствует ее дальнейшему распространению. Образуется изолированный очаг.
- Генерализованная форма – встречается у повторно заболевших, болеющих очаговыми формами или у людей со сниженным иммунитетом. Для нее типично неограниченное распространение микобактерий с выходом инфекции за пределы первичного очага и множественным поражением других органов и тканей.
Внелегочные формы туберкулеза чаще всего являются результатом генерализации процесса.
Свойства возбудителя туберкулеза
Морфологические свойства возбудителя туберкулеза:
| Форма клетки | прямая или слегка изогнутая палочка |
| Размер туберкулезной палочки | 1-10 мкм в длину; 0,2-0,6 мкм – диаметр |
| Подвижность | жгутиков, ресничек не имеет; неподвижна |
| Капсула, спора, конидия | не образует |
| Окраска | по Граму — невыраженно положительная (+); по Цилю-Нильсену — красные |
| Размножение | простое деление клетки; почкование |
| Рост | медленный, требователен к питательным средам. Для культивирования используют среды, содержащие лецитин |
| Тип питания возбудителя туберкулеза | гетеротроф |
| Отношение к кислороду | факультативный аэроб |
| Оптимальная температура | 37-38°С |
| рН | 6,8-7,2 |
| Продуцируемые ферменты | аминотрансферазы, эстеразы, трегаллазы, оксидоредуктазы, каталазы, пероксидазы |
| Экзотоксины | нет |
Строение микобактерии:
- Клеточная стенка – очень толстая, содержит большое количество липидов.
- Цитоплазматическая мембрана – имеет складчатую структуру, образует много мезосом.
- Цитоплазма с органеллами – содержит от 2-х до 12 гранул с липидами, играющими важную роль в метаболизме клетки.
- Генетический материал – представлен кольцевой молекулой ДНК.
Микобактерия туберкулеза является уникальным представителем мира микроорганизмов со свойствами, отличающими ее от других бактерий.
МБТ обладает своеобразным механизмом выработки лекарственной устойчивости. Палочка Коха становится устойчивой к лекарственным препаратам в результате псевдомутаций – присоединения IS-последовательности к определенным участкам генов.
Еще одной особенностью туберкулезной палочки является способность образовывать L-формы в организме хозяина при наступлении неблагоприятных условий (чаще всего под действием лекарственной терапии). L-форма представляет собой бактерию, потерявшую клеточную стенку. Вместе с клеточной стенкой теряется и значительная часть антигенов, что делает МБТ невидимой для иммунной системы организма.
Факторы патогенности микобактерий туберкулеза:
- Белки клеточной стенки: антифосфолипидные, антипротеиновые, антиполисахаридные – высокотоксичные, вызывают реакцию ГЗТ в организме человека;
- Корд-фактор – липиды клетки, подавляющие фагоцитоз, способствуют образованию гранулем и развитию казеозного некроза.
Корд-фактор является основным фактором вирулентности микобактерий, о его наличии можно судить по форме высеянной чистой культуры. При наличии достаточного количества корд-фактора культуры имеют вид «женской косы» или «жгутов».
Особенности клеточной стенки МБТ объясняют ее высокую устойчивость в окружающей среде, что способствует ее распространению. Туберкулёзная палочка передается несколькими путями:
| Механизм передачи | Путь передачи |
| Аэрогенный | Воздушно-пылевой, воздушно-капельный. |
| Фекально-оральный | Алиментарный, водный, контактный. |
| Трансмиссивный | Парентеральный. |
| Контактный | Прямой, непрямой. |
| Вертикальный | Трансплацентарный. |
Основным источником инфекции является больной человек, выделяющий в окружающую среду достаточное количество микобактерий. Значительно реже заражение может произойти от больного животного.
Сколько живет палочка и ее патогенность
Толстая и многослойная клеточная стенка микобактерии способствует ее невероятной стойкости в окружающей среде. Туберкулезная палочка сохраняет жизнеспособность в течение длительного времени. Вне человеческого организма возбудитель туберкулеза живет от нескольких месяцев до десятков лет, в зависимости от условий. В помещении (например, в квартире) он живет от 3-х месяцев (на страницах книг) до 7 лет (при высокой влажности и недостатке света).
Липиды в составе клетки, особенно миколовая, фтионовая и туберкулостеариновая кислоты, способствуют спирто- и кислотоустойчивости, что делает оболочку бактерии нечувствительной к большинству антисептических средств. Поэтому дезинфекцию нужно проводить антисептиками, содержащими хлор (хлорамин), третичные амины или перекись водорода, к которым она чувствительна.
Основной патогенный фактор МБТ – подавление процесса фагоцитоза с последующим развитием иммунной реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) на туберкулезные антигены.
Попадая в организм хозяина, туберкулезная палочка захватывается макрофагами, но под защитой корд-фактора она не погибает. Она размножается внутри макрофага, после чего разрушает его и выходит в плазму крови с вновь образованными бактериями. Они вновь захватываются другими макрофагами, цикл повторяется. Развивается реакция ГЗТ с формированием туберкулезной гранулемы.
Особенности строения и жизнедеятельности бактерии Коха объясняют сложность лечения данного заболевания. Почти до середины 20-го века не существовало ни одного лекарства, способного воздействовать на микобактерии.
В настоящее время существует 3 группы противотуберкулезных средств, однако их список за последние несколько десятков лет пополнился лишь на один препарат. Ограниченное количество специфических средств, способность к генетическим модификациям и образованию нечувствительных L-форм привели к возникновению и все большему распространению лекарственно устойчивых форм бактерий.
Выделяют три уровня толерантности палочек Коха к терапии:
- Простая лекарственная устойчивость – нечувствительность к препаратам только первого ряда.
- Широкая лекарственная устойчивость – неэффективность как первого, так и второго ряда препаратов.
- Тотальная лекарственная устойчивость – резистентность к средствам обеих основных групп, а также к резервным.
Тотальная устойчивость является новым понятием в фтизиатрии, ее появление обусловлено длительным застоем в развитии терапии туберкулеза.
Изменчивость
Возбудитель заболевания «туберкулез» отличается от остального бактериального сообщества иммунной реакцией, которую он вызывает в макроорганизме. Любая бактериальная инфекция вызывает активацию гуморального звена иммунитета (действие антител), тогда как при туберкулезе анализ крови показывает выраженный лейкоцитоз (активируется клеточное звено иммунитета). Такая реакция характерна для вирусных инфекций. Возможно, такой ответ организма обусловлен способностью МБТ к внутриклеточному паразитированию и подавлению фагоцитоза.
При длительной нерациональной терапии заболевания бактерия способна изменяться: переходить в L-форму, для которой характерно значительное замедление метаболических внутриклеточных процессов. Данная форма «невидима» для иммунитета, поэтому клинически наблюдается кажущееся выздоровление. Однако это не так, в L-форме микроб может находиться многие годы, а при наступлении благоприятного момента вернуться в обычное состояние, тем самым спровоцировав рецидив болезни.
Полезное видео
Палочка Коха под микроскопом:
Источники и справочные материалы
Заключение
Возбудитель туберкулеза значительно отличается от других представителей бактериального мира. Все его особенности еще раз подтверждают, что выделение отдельной отрасли медицины для данного заболевания оправданно.
Хотя микобактерии устойчивы во внешней среде, но они не являются совершенно неуязвимыми. Их можно убить, они боятся солнечного света и тепла, под воздействием которых погибают. Стандартные дезинфицирующие растворы неэффективны против столь грозного противника, поэтому важно знать, что использовать в случае необходимости.
