Туберкулез. Ру

  

При попадании в организм человека M. Tuberculosis происходит выделение эндо- и экзотоксинов, разрушительных для клеток макроорганизма. Подобными факторами патогенности являются адгезивные факторы, агрессины, ферменттоксины, аллергены и так далее. Действие этих факторов направлено на стимулирование макрофагов, которые в последствие проводят захват микобактерии. Данная ситуация имеет место в любом участке организма, куда сумела проникнуть инфекция (дыхательные пути, кишечник, кожа). После того как М. tuberculosis попадает в фагосому альвеолярного макрофага, в нем начинают вырабатываться АТФ-положительные протоны и микобактериальные сульфатиды, из-за присутствия которых микобактерии не гибнут, а размножаются. Именно из-за того, что микробы заболевания расположены внутри клеток, на них не оказывают воздействия антитела иммунокомпетентных клеток, находящиеся в наружной мембране макрофага. Устойчивость микобактерии туберкулеза также может быть обусловлена высоким содержанием липидов (до 60%) в их клеточной оболочке.

 

Именно поэтому противотуберкулезным препаратам приходится проходить три мембранных барьера (наружная мембрана макрофага - оболочка фаголизосомы - клеточная мембрана микобактерии) на пути к возбудителю при проведении лечения ограниченных процессов без бактериовыделения (очаги, инфильтративные фокусы). Это  приводит к потерям лекарственных препаратов и возникновению низкой их концентрации в очагах заболевания.

 

Из-за  нехватки парциального давления кислорода и существования кислой рН в цитоплазме макрофага обменные процессы микобактерий прекращаются, что замедляет процесс их деления.

 

Одной из основных особенностей, необходимой для их существования, является аэробный метаболизм, то есть для обеспечения своей активной жизнедеятельности им необходимо  потреблять кислород  в большом количестве.

 

Если в легком пациента возникла полость распада, то следует ожидать рост популяция микобактерий в течение следующих 2-3 недель в миллионы раз.

 

В закрытом очаге заболевания  диаметром около 2,5 см может быть выявлено до 100 микобактерий. А если полость распада того же диаметра является свежей, то там может находиться до 100 млн. микобактерий туберкулеза. Плотностью инфекта принято называть зафиксированное число микробных тел в 1 см3 легочной ткани. В 1972 году И.М. Бондаревым было установлено, что при изменении плотности инфекта, можно создать различные формы туберкулезного воспаления. Таким образом, если вам необходимо сформировать туберкулезный очаг в 1 квадратный см, то плотность инфекта должна составлять 7·106 , а для ликвидации очага и возникновения каверны необходима плотность на один порядок выше предыдущей (7·107). Если у пациента выявлен фиброзно-кавернозный туберкулез, то следует знать, что плотность его инфекта в стенке каверны составляет 7·1011 , а в каверне находится около 1 млрд. МБТ.

 

Идеальным "инкубатором" для бактерий туберкулеза является свежая полость. Что объясняется существованием в ней всех необходимых для возбудителей условий: избытка кислорода, который поступает из дренирующих бронхов с воздухом, оптимальной для них температуры (37°), разнообразия питательных веществ (белки, фосфолипиды, микроэлементы).

 

В полости распада микобактерий располагаются внеклеточно и осуществляют свободный рост по внутренней поверхности полости, здесь для них создана нейтральная или слабощелочная среда, в условиях которой они способны делится 1 раз в 24 часа. При фиброзно-кавернозном туберкулезе биологическим препятствием для противотуберкулезных лекарств является трехслойное строение стенки каверны. Данная "пиогенная" оболочка мешает попаданию препаратов в очаг заболевания. Поэтому, если был выявлен рост плотности инфекта в очаге, то нужно обязательно увеличить концентрацию антибактериальных препаратов. Каждому клиницисту необходимо помнить о том, что эффективность осуществляемой антибактериальной терапии напрямую связана с концентрацией лекарств в участке поражения, то есть она зависит от числа молекул антибиотика в 1 мл ткани.

 

Например, если у пациента в ткани находится минимальная концентрация изониазида 0,03 мкг/мл, то в микробную клетку путем диффузии могут проникнуть 30-100 молекул. Если же концентрации достигла 5 мкг/мл в микробной клетке, то это свидетельствует о том, что в ткани находится до 5000 молекул антибиотика, что соответствует  дозе изониазида в 0,6 г. В подобной ситуации эффект от применения препарата будет не бактериостатический, а бактерицидный.

 

При этом существенным обстоятельством будет считаться то, что популяция микобактерий в очаге, инфильтрате, а следовательно, и в полости распада является неоднородной.

 

В такой популяции 80% бактерий приходится на юные, активно размножающиеся особи с высоким уровнем метаболизм, 15% составляют субпопуляции медленно размножающихся (дремлющих) МВТ, а 5% приходится на персистирующие (покоящиеся) особи.

 

На 7 сутки лечения вы сможете увидеть изменение  в популяции микобактерий -значительное увеличение персистирующих форм микобактерий, что в последствие приведет к возникновению резистентности и уменьшению эффективности лечения.

 

Резистентность М.tuberculosis к применяемому лекарству против туберкулеза - это результат спонтанных мутаций, которые с определенной частотой наблюдаются в процессе размножения микобактерий.

 

Для того, чтобы у бактерий развилась резистентность к изониазиду необходимо, чтобы частота их мутаций была один микроб на 100 тыс. микроорганизмов (105), для выработки устойчивости к стрептомицину частота мутаций должна составить 1 на 1 млн. (106 ), а для развития резистентности к рифампицину 1 на 10 млн.(107 ).

 

Поэтому на 1 млрд. МВТ, содержащихся в каверне, 10 тыс. МВТ будут резистентны к изониазиду, 1 тыс. устойчива к стрептомицину и 100 резистентны к рифампицину.

 

Применение монотерапии или неадекватного режима химиотерапии способно приостановить и даже прекратить рост микобактерий, которые обладают чувствительностью к применяемым лекарственным препаратам, однако она также способна создать условия для размножения резистентных к ним бактерий. Таким образом, проведение данного вида терапии приводит к постепенной замене чувствительных к препаратам штаммов МБТ на устойчивые к ним микобактерии. Следует заметить, что резистентность к лекарствам у всех представителей популяции возникает неодновременно. Поэтому в одной популяции микобактерий  возможно существование нескольких субпопуляции бактерии, особи которых  по разному чувствительны к различным препаратам. Таким образом, там могут находиться особи, чувствительные ко всем антибактериальным лекарствам; особи, резистентные к изониазиду, но чувствительные к влиянию рифампицинуи и так далее. Спонтанно происходящими мутациями в редких случаях может быть вызвано такое явление как полирезистентность. Но пока не выявлено такого гена, где прохождение спонтанной мутации вызвало бы лекарственную устойчивость сразу ко всем препаратам.

 

Поэтому, вероятность спонтанных мутаций, которые привели бы к возникновению резистентности одной микобактерии сразу к Н и R, определяется как следствие прохождения индивидуальных мутаций в клетке к каждому из этих препаратов и, просчитывается как 10-5  х 10-7  = 10-12  (1 из 1012).

 

С разной степенью у возбудителей может проявляться так называемая первичная лекарственная резистентность ("дикая"), которая обычно возникает с небольшим или средним уровнем устойчивости, который можно побороть, одновременно доставив в организм 3-4 противотуберкулезных препарата в максимально возможной их (бактерицидной) концентрации.

 

Помните, что любая микобактерия при осуществлении процесса деления в течение 10-12 часов проходит цикл возбуждения с одновременным усилением ее обменных процессов, что необходимо ей для накопления запаса энергии для одной генерации. Сам же процесс деления не осуществляется мгновенно, не смотря на то, что он всегда проходит на высоте метаболизма, для его проведения требуется некоторое время. В момент деления микобактерия способна получать извне огромное количество необходимых ей питательных веществ. Поэтому неудивительно, что в этот момент она  наиболее уязвима для воздействия химиопрепаратов.

 

Из чего можно сделать заключение о том, что успешность применения химиотерапии при лечении туберкулеза находится в зависимости от постоянно меняющегося напряжения метаболических процессов в микобактерии при осуществлении ее деления. И чем ближе находится момент разделения микробной клетки, тем меньше время ей требуется для получения летальной дозы лекарства. Помните, что при нахождении в популяции МБТ с невысокой (до 1 мкг/мл по отношению к изониазиду) устойчивостью нужно увеличить дозу применяемого препарата.

 

Помните, что в большой и активно размножающейся туберкулезной бактериальной популяции всегда существует малое количество диких мутантов, резистентных к противотуберкулезным препаратам (1 мутант резистентный к изониазиду или стрептомицину на 106 , 1 - к рифампицину на 108  и 1 - к этамбутолу на 105). А если учесть тот факт, что в каверне диаметром 2 см может находиться 100 млн. бактерий, то там могут быть зафиксированы клетки-мутанты резистентные ко всем противотуберкулезным лекарствам.

 

Но если врач проводит адекватную полихимиотерапии, то практическое значение мутации пропадает.

 

В медицинской практике появление феномена "падения и подъема" бактериовыделения говорит о появлении лекарственной устойчивости МБТ. При появлении данного феномена до начала лечения при проведении микроскопии для результатов мокроты больных характерно большое количество МБТ, а после начала лечения число МБТ уменьшается и уже через 2 - 3 месяца у больных наблюдаются отрицательные результаты микроскопии  или феномен "падения". Но к 6-му месяцу проведения лечения - результат микроскопии мокроты может стать положительным, что определяется как феномен "подъема".

 

Такие результаты можно объяснить гибелью чувствительных МБТ и размножением лекарственно-резистентных штаммов бактерий.

 

Так как на разных этапах наблюдается различное состояние микобактериальной популяции, то целесообразно проводить разделение химиотерапии на две фазы.

 

Сегодня уже точно установлено, что наиболее характерным свойством микобактерий является полиморфизм. При этом L-трансформация МБТ проходит при полной или частичной потере стенки. Индукция L-форм возбудителя объясняется активностью туберкулостатиков, при которой L-формы МБТ могут выживать в анаэробных условиях, теряют свою кислотоустойчивость, проявляют способность к длительному персистированию, а также переживают снижение метаболизма. После чего у них возникает устойчивость к лекарственным препаратам. Микобактерии характеризуются уникальностью своей ультраструктуры, которая позволяет им частично сохранить внутренний слой стенки клетки, пептидогликан, являющийся основной мишенью для иммунной системы организма. При этом следует учесть, что нестабильные L-формы склонны к реверсии, а обычные L-формы характеризуются латентным течением болезни. Если пациент заражается L-формой МБТ, то его инкубационный период увеличивается до 6 месяцев, а если у пациента выявлена остропрогрессирующая форма туберкулеза, то срок  уменьшается до 2-3 недель. Б.В. Норейко  утверждает, что именно на L-формах МБТ основано появление так называемого ревертантного туберкулеза, главной характеристикой которого является злокачественное течения.

 

В настоящее время достаточным основанием для увеличения интенсивности антибактериальной терапии считается преобладание ревертантных форм туберкулеза (казеозная пневмония, генерализованный туберкулез, полисерозит) в структуре заболеваемости.