К хемотрофным организмам относятся возбудители туберкулеза

Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. Питаясь, они используют энергию, запасенную, прежде всего, в органических соединениях – белках, жирах, углеводах. Гетеротрофные организмы используют пищу растительного и животного происхождения, уже содержащую органические соединения. Растения же создают органические вещества в процессе фотосинтеза.

Исследования в области фотосинтеза начались в 1630 г. экспериментами голландца ван Гельмонта. Он доказал, что растения получают органические вещества не из почвы, а создают их самостоятельно.

В настоящее время установлено, что фотосинтез – это процесс образования органических соединений из СО₂ и воды с использованием энергии света и проходящий в хлоропластах зеленых растений и зеленых пигментах некоторых фотосинтезирующих бактерий.

Хлоропласты и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зеленый пигмент – хлорофилл, молекула которого способна возбуждаться под действием солнечного света, отдавать свои электроны и перемещать их на более высокие энергетические уровни. Этот процесс можно сравнить с подброшенным вверх мячом. Поднимаясь, мяч запасается потенциальной энергией; падая, он теряет ее. Электроны не падают обратно, а подхватываются переносчиками электронов (НАДФ+ – никотинамиддифосфат). При этом энергия, накопленная ими ранее, частично расходуется на образование АТФ. Продолжая сравнение с подброшенным мячом, можно сказать, что мяч, падая, нагревает окружающее пространство, а часть энергии падающих электронов запасается в виде АТФ. Процесс фотосинтеза подразделяется на реакции, вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода: световую и темновую фазы.

Световая фаза – это этап, на котором поглощенная хлорофиллом энергия света преобразуется в электрохимическую энергию в цепи переноса электронов. Осуществляется на свету, в мембранах гран при участии белков – переносчиков и АТФ-синтетазы.

Реакции, вызываемые светом, происходят на фотосинтетических мембранах гран хлоропластов:

1) возбуждение электронов хлорофилла квантами света и их переход на более высокий энергетический уровень;

2) восстановление акцепторов электронов – НАДФ+ до НАДФ • Н

2Н+ + 4е- + НАДФ+ → НАДФ • Н;

Данный процесс происходит внутри тилакоидов – складок внутренней мембраны хлоропластов, из которых формируются граны – стопки мембран.

Результаты световых реакций:

фотолиз воды с образованием свободного кислорода,

восстановление НАДФ+ до НАДФ • Н.

Темновая фаза – процесс преобразования СО₂ в глюкозу в строме (пространстве между гранами) хлоропластов с использованием энергии АТФ и НАДФ • Н.

Результат темновых реакций: превращение углекислого газа в глюкозу, а затем в крахмал. Помимо молекул глюкозы в строме происходит образование, аминокислот, нуклеотидов, спиртов.

Суммарное уравнение фотосинтеза —

Значение фотосинтеза:

образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов и образования защитного озонового экрана (предохраняющего организмы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения);

производство исходных органических веществ — пищи для всех живых существ;

снижение концентрации диоксида углерода в атмосфере.

Хемосинтез – образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы.

Роль хемосинтеза: бактерии – хемосинтетики разрушают горные породы, очищают сточные воды, участвуют в образовании полезных ископаемых.

А1. Фотосинтез связан с:

1) расщеплением органических веществ до неорганических

2) созданием органических веществ из неорганических

3) химическим превращения глюкозы в крахмал

4) образованием целлюлозы

А2. Исходным материалом для фотосинтеза служат

1) белки и углеводы

2) углекислый газ и вода

3) кислород и АТФ

4) глюкоза и кислород

А3. Световая фаза фотосинтеза происходит

1) в гранах хлоропластов

2) в лейкопластах

3) в строме хлоропластов

4) в митохондриях

А4. Энергия возбужденных электронов в световой стадии используется для:

2) синтеза глюкозы

3) синтеза белков

4) расщепления углеводов

А5. В результате фотосинтеза в хлоропластах образуются:

1) углекислый газ и кислород

2) глюкоза, АТФ и кислород

3) белки, жиры, углеводы

4) углекислый газ, АТФ и вода

А6. К хемотрофным организмам относятся

1) возбудители туберкулеза

2) молочнокислые бактерии

В1. Выберите процессы, происходящие в световой фазе фотосинтеза

2) образование глюкозы

3) синтез АТФ и НАДФ • Н

4) использование СО₂

6) использование энергии АТФ

В2. Выберите вещества, участвующие в процессе фотосинтеза

Основные характеристики возбудителя туберкулеза

Mycobacterium tuberculosis complex — полное медицинское название группы возбудителей туберкулеза у человека и животных, известных на сегодняшний день. Возбудителем туберкулеза является палочка Коха – она относится к роду микобактерий из семейства актиномицетов кислотоустойчивого типа. Бактерии другого типа очень редко выявляются при туберкулезном поражении у человека.

Ко многим неблагоприятным, и даже агрессивным воздействиям окружающей среды Mycobacterium tuberculosis проявляет устойчивость – исключениями являются прямые солнечные лучи и ультрафиолетовое облучение: их воздействие для них губительно.
Также микобактерии имеют способность к развитию в организме L-форм маловирулентного типа, которые приводят к развитию специфических форм иммунитета, без развития клинической картины заболевания.

Как происходит инфицирование возбудителем

Наиболее вероятным источником заражения инфекцией являются болеющие туберкулезом люди. Самой опасной формой заболевания, при этом, является открытая клиническая стадия, когда распространение бактерий в окружающую среду происходит посредством выделяемой при кашле мокроты. От носителя инфекции в открытой форме, респираторным путем может заразиться совершенно здоровый человек. Судя по медицинской статистике, больной с такой формой заболевания, в течение года может заразить туберкулезом около десятка человек.

В закрытой форме заболевания, возбудитель туберкулеза ведет себя не так активно, но все же вероятность заражения велика у человека, имеющего постоянные близкие контакты с носителем инфекции. Заражение происходит иногда через органы пищеварения, а также через повреждения на коже. В этих случаях источником возбудителя может стать инфицированный домашний крупнорогатый скот, домашние виды птиц; Mycobacterium tuberculosis может попасть в организм человека с яйцами, молоком, при попадании возбудителя в водные источники (с испражнениями животных), в которых человек каким-либо образом использует воду. Но, попавшая в организм инфекция, не всегда вызывает острую клиническую картину заболевания – его развитие зависит от множества факторов, начиная от неблагоприятных условий жизни, хронических депрессий и усталости, заканчивая снижением сопротивляемости организма патологическим воздействиям.

Проявляется патологическое воздействие возбудителя на организм в виде двух стадий развития заболевания.

Первичная стадия.
Первичная клиника туберкулеза активизируется в зоне попадания возбудителя и проявляется в виде высокой чувствительности к нему пораженных тканей. В первые же несколько дней происходит активация иммунитета организма, которые начинают вырабатывать специфические формы антител. Очаг воспаления наиболее часто локализуется в легких и внутригрудных лимфатических узлах, а при контактных видах инфицирования – в органах пищеварения и коже. Бактерии разносятся с током крови и лимфы по всем органам и системам организма, и формируют новые первичные очаги инфицирования (в почках, суставах, костях и т.д.). После заживления таких очагов, у организма вырабатывается стойкий иммунитет против возбудителя данного заболевания.

Вторичная стадия.
Развивается, когда организм не способен справиться с помощью иммунитета с микобактерией туберкулеза. Такая картина наблюдается, наиболее часто, в подростковом и пожилом возрасте, а также при синдроме иммунодефицита, при проведении гормональной терапии и при общем ослаблении защитных сил организма в случаях хронических заболеваний. Инфекция активизируется в очагах поражения и развивается вторичная форма туберкулеза.

Специфика размножения возбудителя

Размножается Mycobacterium tuberculosis путем ветвления, почкования и поперечного деления, поскольку она относится к факультативным аэробам. При наличии кислорода размножение происходит в любых средах, а при его отсутствии размножаются они при помощи углеводов. Например, плотная среда, в основе которой могут быть яйца, молоко или картофель, обеспечивает медленное и стабильное размножение. В такой среде первые колонии бактерий вырастают через 2 недели, крайний срок — через 2 месяца. В жидкой среде эти колонии выглядят как пленочка, в твердых средах – они шероховатые, сливающиеся друг с другом.

Строение, химический состав и свойства Mycobacterium tuberculosis

Впервые обнаружены и открыты микобактерии туберкулеза в мокроте больного известным ученым Р.Кохом – впоследствии, в его честь и были названы штаммы этого возбудителя. По типам они различаются на человеческие, птичьи и бычьи – для человека все они являются патогенными, то есть вызывающими реакцию организма в виде ярко проявляющейся клиники заболевания. А вид паратуберкулезных бацилл не относится к патогенным – они не вызывают патологических изменений в организме человека и животных.

Человеческими возбудителями туберкулеза являются прямые или изогнутые палочки длиной 1,5-4 нм. толщиной 0,3-0,5 нм. — размер их вариабелен и зависит от условий обитания, а также возраста бактерий. При медленном процессе деления, попадая в живой организм, палочки Коха могут удлиняться, приобретая более вытянутую форму. В зависимости от места локализации в организме, палочки могут приобретать различные формы – ветвящиеся, нитевидные, с булавовидными образованиями на концах палочек. Такой полиморфизм наиболее характерен для Mycobacterium tuberculosis.
Капсула, в которой находится возбудитель, имеет полисахаридный состав. Также в состав мембраны входят липопротеиды: она находится в плотной взаимосвязи с цитоплазмой, содержащей полисомы, рибросомы, ядро, единственное кольцо ДНК и многие другие включения. Мембрана имеет трехслойную структуру, толщина ее — около 250 нм. Снаружи патогенная клетка имеет жгутик для передвижения и других функций.

По химическому составу палочки Коха не ушли далеко от подобных атипичных микроорганизмов и всего живого на планете – состоят они на 80 и более процентов из воды, туберкулопротеинов, полисахаридов, около 3 % золы. Токсичность же этих микроорганизмов обусловлена липидами трех фракций и протеинами. Свойственная им высокая токсичность способна разрушать лейкоциты. Большой процент липидов в их составе существенно отличает их от большинства других микроорганизмов. Именно благодаря своему своеобразному химическому составу бактерия имеет высокую устойчивость к кислотам и щелочам, а также к большинству дезинфицирующих составов.

Хорошо, что во времена открытия туберкулезной палочки медицина, дала определенный багаж знаний врачам и ученым, чтобы те поняли, что необходимо кардинально изучать патогенный микроорганизм, чтобы впоследствии было проще с ним бороться. Поэтому, уже с тех давних времен ученым известно, что палочка Коха имеет хорошую устойчивость к внешним воздействиям окружающей среды.

Бактерии этого типа могут входить в состояние анабиоза на несколько месяцев и даже лет (в зависимости от условий обитания). Например, в молочных продуктах, палочка может осуществлять жизнедеятельность около года; до полугода она может просуществовать в комнатах, куда не попадает прямой солнечный свет (в подвалах, кладовых и т.д.);2-3 месяца бактерия способна просуществовать между книжными листами; в уличной пыли и сыром молоке – около двух недель. Оптимальными, и наиболее подходящими условиями для жизнедеятельности микобактерии туберкулеза являются внутренние показатели организма человека, и его устойчивость к внешним агрессивным проявлениям окружающей среды.

Именно эти показатели устойчивости патогена говорят о его коварности, поскольку, способность к длительной жизнедеятельности в различных условиях, дает ему возможность проникать в организм человека и животного, поражая его. Погибают палочки Коха только от длительного воздействия кипячения или хлорной обработки, или воздействия препаратов йода, ко многим химическим и физическим реагентам они имеют значительную устойчивость.

Лекарственная устойчивость также может развиваться у туберкулезной палочки как спонтанно в виде первичной устойчивости, так и после курсов антибактериальной химиотерапии.

Даже после процесса высушивания она может восстанавливать свою жизнедеятельность: например, в высохшей мокроте, слюне, элементах человеческих тканей и пыли она может прожить около 3-6 месяцев. Особенно тяжело она поддается уничтожению именно в таком биоматериале: чтобы провести дезинфекцию кипячением, необходимо проводить ее на протяжении 45 минут -1 часа.

В начале прошлого века ученый, открывший этот патологический микроорганизм, на основании проведенных опытов с прививками домашнему скоту человеческого типа бактерии, пришел к выводу, что туберкулез от животного к человеку и наоборот не передается. Однако в последующем, все клинические наблюдения и исследования доказали обратное: на основании выделения культур бычьего туберкулеза у детей, которые питались молоком зараженных животных, ученые пришли к несостоятельности утверждения первооткрывателя Коха.

В итоге медицинское сообщество пришло к единогласному мнению, что различия двух типов возбудителя состоят лишь в условиях приспособления микобактерий к определенной среде обитания – к организму крупного рогатого скота или человека.

Патогенность этого возбудителя в целом непостоянна и меняется в соответствии с условиями существования, особенностями обмена веществ, паразитарной динамикой и режимом питания. Разрушительное воздействие его усиливается при подходящих условиях существования и при повышенной восприимчивости организма к заболеваниям такой специфики. И наоборот, плохие условия размножения, неподходящие для обитания среды, отрицательно сказываются на патогенности туберкулезных микобактерий двух и более поколений.

Такие малопатогенные культуры, после их открытия, стали использоваться в качестве профилактики заболевания: ученые вывели абсолютно невирулентный штамм BCG, который и по сей день используется для создания нестерильного иммунитета новорожденных в формате прививки, она делается малышам в роддоме.

Таким образом, эта разновидность биологической жизни на земле сочетает в себе две противоположности: стабильную устойчивость к внешним воздействиям, и широкую вариативность биологических и морфологических характеристик, вирулентности и патогенности.

При течении и проявлении клиники заболевания, не стоит забывать о таком факторе, как роль человеческого организма и влияние на него внешних факторов среды. Вся паразитарная активность и изменчивость микобактерий протекает именно внутри него – человек является средой его обитания, и все социально-биологические факторы, и состояние человека, как макроорганизма, оказывают самое непосредственное влияние на течение инфекционного процесса в целом.

В одном случае, один и тот же вид бактерии, с теми же самыми условиями инфицирования, встречает в организме благоприятную среду для патогенного воздействия, а в другом – встречает факторы, тормозящие его рост и развитие, а также ослабляющие его негативные свойства.

Если рассматривать в целом общую картину заболевания туберкулезом — процессы инфицирования, клиническое течение и различные исходы заболевания, то, в каждом случае, должны учитываться взаимосвязи микро и макроорганизмов. Также сюда можно отнести и особенности организма заболевшего и самой микобактерии — виновницы заболевания.

Длительный процесс изучения биологии микобактерии туберкулеза, на протяжении более чем ста лет со времен ее открытия, дало человечеству массу знаний. Основные закономерности изменчивости микобактерий, а также все новые и новые методы воздействия, а, следовательно, и методики грамотного лечения и профилактики, спасли миллионы жизней по всему земному шару.

Возбудитель – микроорганизмы рода mycobacterium (mycos – гриб, bacterium- палочка), включает в себя много видов (49), как патогенных, так и непатогенных. К патогенным относятся микобактерии, вызывающие туберкулез у людей (myc.tuberculosis), животных (myc.bovis), птиц (myc.avium-intracellulare), мышей (myc. мurium).

Наряду с истинными возбудителями от животных и человека, с объектов внешней среды выделяют так называемые атипичные, неклассифицированные, анонимные микобактерии, отличающиеся по своим свойствам от туберкулезных и друг от друга.

Туберкулез – инфекционная, хронически протекающая болезнь человека, животных, в том числе птиц, особенно кур. Патологоанатомически он характеризуется образованием туберкул (бугорков) и творожисто-перерожденных туберкулезных очагов. Возбудителей туберкулеза человека и крупного рогатого скота открыл Р.Кох в 1882 г. Птичий вид установил Штраус и Гамалея (1891).

Морфология. Микобактерии туберкулеза – кислото-, спирто- и щелочеустойчивые микроорганизмы, неподвижны, спор и капсул не образуют, жгутиков не имеют. Их типичная форма – стройные или слегка изогнутые палочки с закругленными краями. В электронном микроскопе микобактерии всех видов имеют вид палочки с закругленными краями. Однако встречаются нередко изогнутые и овальные формы. Размеры клеток одной и той же культуры могут значительно варьировать – длина от 1,5 до 4 мкм, ширина от 0,2 до 0,5 мкм. Особенно это заметно в культурах разных возрастов. Установлена филогенетическая близость туберкулезных микобактерий с лучистыми грибами-актиномицетами. Это сходство проявляется в медленном развитии микобактерии на элективных питательных средах, а также в способе размножения, полиморфности и способности при определенных условиях иногда образовывать нитевидные ветвистые формы с колбовидными вздутиями на концах, что напоминает актиномицеты. Это и явилось причиной замены названия бациллы Коха микобактерией туберкулеза (myc.tuberculosis).

Микобактерии характеризуются высоким содержанием липидов (от 30,6 до 38,9%), вследствие этого медленно воспринимают анилиновые красители. Окрашивание их достигается применением концетрированного карболового фуксина при подогревании. При таком способе окраски микобактерии туберкулеза хорошо удерживают его и не обесцвечиваются при воздействии разведенных кислот, щелочей и спирта, чем они и отличаются от других микробов. На этом основан метод окраски и дифференциации микобактерий по Цилю-Нильсену.

Микобактерии с трудом окрашиваются по Граму и приобретают темно-фиолетовый цвет.

В культурах, выделенных от крупного рогатого скота, чаще находят шаровидные образования правильной формы, одних размеров, а также отдельно лежащие нитевидные структуры.

Культивирование.Микобактерии туберкулеза способны размножаться в строго аэробных условиях на соответствующих элективных питательных средах, содержащих в определенных соединениях углерод, азот, водород и кислород. Из минеральных веществ жизненно необходимыми оказались магний, калий, сера и фосфор. Стимулирующее влияние на рост туберкулезных микобактерий оказывают соли железа и некоторые другие элементы. Для осуществления биохимических процессов у микобактерий необходимым условием является оптимальная температура: 37-38 0 С для человеческого, 38-39 0 С для бычьего и 39-41 0 С для птичьего вида. Следует отметить, что микобактериям туберкулеза присущ медленный обмен веществ, а следовательно они характеризуются замедленным ростом культур на средах. Рост их проявляется через 7-30 дней и более.

При выборе среды следует учитывать ее назначение: для пересева и сохранения субкультур лучше пользоваться простыми глицеринсодержащими средами (МПГБ, глицериновый картофель). Для первичного выделения культур оправдали себя только плотные яичные среды (Петраньяни, Гельберга и др.). Для работы по изучению биохимии микобактерий и других целей целесообразно пользоваться безбелковыми синтетическими средами (Сотона, Моделя).

На плотных средах микобактерии растут в виде колоний, которые могут быть гладкими (S-форма) или бородавчатыми (R-форма), мелкими либо крупными, блестящими или матовыми, в виде изолированных колоний или в виде сплошного налета, в виде белого или белого с желтым оттенком, или же другого цвета.

Биохимические свойства. Микобактерии туберкулеза содержат различные ферменты. Ферменты эстеразы и липазы расщепляют жиры, что дает возможность микобактериям использовать их в качестве питательного материала. Дегидразы расщепляют органические кислоты, в том числе аминокислоты. Уреазы расщепляют мочевину, перигалоза – углеводы, каталаза – перекись водорода.

Протеолитические ферменты (протеазы) расщепляют белок. Микобактерии ферментируют алкоголь, глицерин и многочисленные углеводы, лецитин, фосфатиды. У молодых микобактерий туберкулеза сильно выражены редуцирующие свойства, что, в частности, проявляется в их способности восстанавливать теллурит.

микобактерий туберкулеза обладают значительной устойчивостью к химическим и физическим воздействиям, особенно к высушиванию. В высушенной мокроте, кусочках пораженной ткани, пыли микобактерии жизнестойки от 2 до 7 месяцев и более. В воде микроб выживает 5 мес., в почве – 7 мес., при гниении материала – 76-167 дней и дольше. Холод не влияет на жизнеспособность микобактерий.

Микобактерии весьма чувствительны к воздействию прямых солнечных лучей, в жаркие дни в мокроте они погибают через 1,5-2 ч. Особенно губительны для микобактерии ультрафиолетовые лучи. Большое значение в санитарно-профилактическом отношении имеет высокая чувствительность микобактерии к нагреванию. Во влажной среде микобактерии гибнут при 60 0 С в течение 1 ч, при 65 0 С – через 15 мин, при 70-80 0 С – через 5-10 мин. В свежем молоке возбудитель туберкулеза сохраняется в течение 9-10 дней, в скисшем молоке – гибнет под воздействием молочной кислоты. В масле микобактерии сохраняются неделями, а в некоторых сырах – даже месяцами. микобактерий туберкулеза по сравнению с другими неспорообразующими бактериями значительно более устойчивы к химическим дезинфицирующим веществам, 5%-ный раствор фенола и 10%-ный раствор лизола разрушают возбудителя по истечении 24 ч, 4%-ный формалин – после 12 ч.

Из дезинфицирующих растворов при туберкулезе рекомендуют: 15%-ный раствор смеси, приготовленной из равных частей сернокарболовой кислоты и 16%-ного раствора гидроокиси натрия, время воздействия до 4 ч; 3%-ный щелочной раствор формальдегида при 3-кратном нанесении на объект и 3-часовой экспозиции; хлорную известь в виде порошка, растворов и взвесей, содержащих не менее 5 % активного хлора при экспозиции не менее 3 ч; 3-5%-ный раствор хлорамина Б, гипохлор, 1%-ный раствор глутарового альдегида, 8,5%-ную эмульсию феносмолина из расчета 1л/м 2 и при экспозиции 3 ч и др.

Патогенность.Микобактерии бычьего вида патогенны для многих животных (коровы, овцы, козы, свиньи, лошади, кошки, собаки, олени, маралы и др). Из лабораторных животных наиболее чувствительны кролики и морские свинки, у которых развивается генерализованный туберкулез.

Птичий вид микобактерий вызывает туберкулез у кур, индеек, цесарок, фазанов, павлинов, голубей, уток и др. В естественных условиях птичьими микобактериями заражаются домашние животные (лошади, свиньи, козы, овцы, иногда крупный рогатый скот), а в некоторых случаях и человек.

Инкубационный период длится от нескольких недель до нескольких лет. Доказана персистенция L–форм в организме, которые обладают способностью к реверсии в типичные микобактерии. Наличие L–форм рассматривают как причину рецидива туберкулеза в оздоровленных стадах (В.С.Федосеев, А.Н.Байгазанов, 1987).

Лабораторная диагностика.Выделить возбудителя туберкулеза в чистом виде трудно. Успех во многом зависит от характера исследуемого материала. В качестве последнего можно использовать пораженные органы и ткани, гной, молоко, масло, творог, мочу, фекалии, навоз, почву, воду, соскобы с различных объектов животноводческих помещений и т.п. В каждом случае перед посевом необходимо выбирать соответствующий метод обработки исследуемого материала.

Для освобождения от посторонней микрофлоры исследуемый материал (молоко, мочу, слизь, пораженные органы и ткани) обрабатывают 6-10%-ным раствором серной кислоты (метод Гона). Общее воздействие раствора серной кислоты на материал не должно превышать 25-30 мин.

Для обработки жидкого, полужидкого материала и соскобов с объектов среды обитания животных используют метод флотации. Сущность метода заключается в том, что исследуемый материал взбалтывают в колбе с углеводородами (бензол, бензин и др.) и всплывающий слой пены, то есть флотат, содержащий микобактерии туберкулеза, используют для приготовления мазков, посевов на питательные среды, заражения лабораторных животных.

При убое животных, положительно реагирующих на туберкулин, и отсутствии патологоанатомических изменений в лимфатических узлах, тканях и органах туберкулезного характера, туши выпускают без ограничений, шкуры – без дезинфекции.

Молоко от коров неблагополучных по туберкулезу, обезвреживают в хозяйстве при 90 0 С в течение 5 мин или при 85 0 С в течение 30 мин, после чего отправляют на молокозавод, где его подвергают повторной пастеризации при обычном режиме. Запрещается продажа молока и молочных продуктов на рынке из неблагополучных по туберкулезу хозяйств и от клинически больных и положительно реагирующих на туберкулез животных частного сектора.

Полностью туша и все другие продукты убоя направляются на утилизацию в двух случаях: первый – когда туши имеют тощую упитанность, любую форму поражения туберкулезом органов или лимфатических узлов, второй - при обнаружении генерализованного туберкулезного процесса независимо от упитанности.

Аллергическая диагностика туберкулеза. В практике ведущее значение для прижизненного распознавания туберкулеза у животных и птиц имеет аллергическая диагностика при помощи туберкулина (Р.Кох, 1890). Следует указать, что еще до сообщения Коха в России Гельман в 1888-1889 гг. изготовил экстракт из туберкулезных бактерий и испытал его с диагностической целью на больных туберкулезом коровах, получив при этом положительный результат. Диагностика с помощью туберкулина завоевала прочное положение в медицине и ветеринарии. В настоящее время основным методом проверки животных на туберкулез является внутрикожная туберкулиновая проба. Для изготовления туберкулинов для млекопитающих используют штаммы только одного бычьего вида. Применяют сухой очищенный туберкулин (протеин-пурифиед-дериват – ППД).

Иммунитет и средства специфической профилактики. При туберкулезе он нестерильный, длящийся до тех пор, пока в организме находятся живые микобактерии туберкулеза.

Вакцину против туберкулеза предложили в 1924 г. французские ученые Кальметт и Герен.

В ветеринарной практике вакцину БЦЖ применяют в неблагополучных по туберкулезу хозяйствах в соответствии с наставлением, утвержденным в 1985 г. (М.А.Сафин).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Туберкулез является опасным хроническим инфекционным заболеванием, ежегодно уносящим миллионы человеческих жизней. Коварство болезни заключается в почти бессимптомном течении, разрушении различных органов и внутренних систем, сопровождающееся образованием гранулем и перерожденных очагов.

Возбудитель туберкулеза – микобактерия – патогенный микроорганизм, открытый лишь в середине XIX века.

Последующие исследования выявили несколько видов инфекции, строение, особенности развития и размножения, пути распространения и механизм действия. Но, несмотря на большой багаж знаний о микобактерии туберкулеза, умение с ней бороться, победить страшное заболевание пока не удается.

Общая информация

Предположения о заразном характере туберкулеза высказывались врачевателями еще во времена Гиппократа, но обнаружить возбудителя болезни удалось лишь в XIX веке Р. Коху. В его честь и назвали микобактерию. На сегодняшний день палочка Коха является устаревшим термином, современные врачи используют иное название – микобактерия.

Современной медицине известно около 100 видов микобактерий. Все они относятся к роду Mycobacterium, распространены в земле, воде и среди людей, вызывают лепру, туберкулез, микобактериоз. Ученые подразделяют их на несколько видов:

• Патогенные (вызывающие туберкулез)
• Потенциально патогенные (могут вызвать микобактериоз)
• Сапрофиты (питающиеся мертвыми организмами). Для человека не опасны.

Возбудителями туберкулеза являются микроорганизмы нескольких видов:

• Mycobacterium tuberculosis (относится к человеческому виду) – виновник развития заболевания в 92-97 % случаев.
• Mycobacterium bovis (бычий вид) – провоцирует туберкулез у крупного скота, заражает людей в 5 % случаев. Наиболее распространен в странах с часто возникающей заболеваемостью домашних животных и где принято употреблять в пищу сырое молоко. Микобактерии туберкулеза чаще вызывают заболевания костей и лимфатических узлов.
• Mycobacterium africanum – относится к промежуточному виду, является виновником заболевания в 3 % случаев. К микобактерии туберкулеза этого вида в основном чувствительны жители Черного континента.

В редких случаях вызвать туберкулез могут еще два вида возбудителя, относящиеся к группе потенциально патогенных для человека: мышиного и птичьего типа. Последний тип возбудителя является особенно опасным для ВИЧ-инфицированных.

Строение микобактерий

Возбудители туберкулеза у человека

Возбудители заболевания имеют типичную для всех микобактерий форму – в виде прямых или чуть изогнутых палочек с затупленными краями. У них нет спор, жгутиков. Нередко встречаются зернистые, овальные, стрептококкоподобные формы. Размеры микобактерий могут быть разными, так как на это влияет возраст и факторы существования: наличие питательной среды и условия благоприятствования. В среднем они бывают длиной от 1 до 4-10 мкм и шириной 2,2-0,5 мкм.

Благодаря своему уникальному строению, микобактерии туберкулеза обладают высокой степенью приспособляемостью к различным условиям, что обеспечивает их феноменальную живучесть. Организм состоит из клеточной стенки, бактериальной цитоплазмы, мембраны и ядра, содержащего кольцевую ДНК.

Клеточная стенка состоит из трех слоев, и устроена таким образом, что остается неприступной для многих химических веществ, не поддается она также и механическому давлению, ограждая организм от различных повреждений. Внешний слой содержит восковые полисахариды, обеспечивающие жизнедеятельность и устойчивость к враждебным внешним факторам.

Такое строение и высокая защищенность позволяет микобактерии туберкулеза выдерживать неблагоприятные для нее условия, приспосабливаться к новым факторам существования. Для людей это свойство представляет главную трудность в лечении туберкулеза и его предупреждении. Кроме того, осложняет терапию и умение бактерии при попадании в организм не вызывать ярко выраженной интоксикации. Такие особенности микроорганизма способствуют незаметному развитию болезни.

Ученые установили, что бактерии во многом схожи с лучистыми грибами-актиномицетами. Их роднит медленная скорость развития, особенности размножения, полиморфизм. Также обнаружилось, что микобактерии, как и грибы, при определенных условиях могут создавать нитевидные разветвленные формы с утолщениями на концах. Эта схожесть и стала поводом к изменению термина – вместо палочки Коха микроорганизм стали называть микобактерией.

Состав

Как и во всех живых организмах, значительную часть в составе микобактерий занимает вода – на ее долю приходится около 86 %. Помимо жидкости, она содержит углеводы, белки, соли, жиры, но количественное соотношение и вид соединений настолько сложен, что пока до конца не изучен. Помимо воды, установлено точное содержание золы – 2,6 %.

Липиды в составе микобактерии представляют наиболее многочисленный и разнообразный состав. На их долю приходится до 1/3 веса, а по некоторым научным источникам – до 40 %. Белки (туберкулопротеины) составляют более половины сухого веса микроорганизма. Углеводы представлены различными по структуре полисахаридами (от самых простых до высокоорганизованных). Также в микобактерии имеются минералы: кальций, железо, магний и другие элементы. Необходимость и предназначение некоторых химических соединений микроорганизма пока до конца не установлены.

Особенности размножения и развития

Для нормальной жизнедеятельности микобактериям необходим кислород, по этому признаку их считают аэробными организмами. Но обнаружено, что даже при скудном поступлении кислорода или его отсутствии палочки способны расти и размножаться.

Свойства микобактерий

Благодаря характерным биологическим, физическим и химическим характеристикам, микобактерии обладают высокой устойчивостью ко многим агрессивным веществам: спиртам, кислотам, щелочам. Для удобства и краткости это свойство называют кислотоустойчивостью.

Помимо этого, возбудители туберкулеза обладают следующими свойствами:

• Иммуногенность – то есть способность вызывать иммунный ответ
• Патогенность – способность провоцировать развитие заболеваний
• Вирулентность – уровень болезнетворности, способность заражать организм-хозяин, расти и размножаться в нем, вызывая негативные изменения
• Изменчивость – способность приспосабливаться к разным условиям, приобретать новые свойства и терять прежние.

При возникновении неблагоприятных условий возбудители заболевания способны мимикрировать в ответ угрозе – принимать формы или состояния, которые невозможно обнаружить. Бактерии распадаются на мельчайшие невидимые зерна, которые могут преодолевать бактерийные преграды. Когда условия для существования вновь становятся благоприятными, из этих частиц снова образуются палочки. Такие фильтрующие формы возбудителя считаются не отдельным типом, а проявлением изменчивости микроорганизма.

Что такое механизм передачи

Микобактерии туберкулеза жизненно необходима миграция из инфицированного организма в здоровый – это единственный способ сохранения ее как вида. Постоянное нахождение в одном месте нереально, так как продолжительность жизни каждого живого существа ограничена, а вместе с его смертью прекращает свое существование и возбудитель.

После выхода из зараженного организма микобактерия становится незащищенной, лишившись естественной среды обитания. Несмотря на высокую живучесть, способность сохранять активность в течение многих месяцев и лет, этот процесс не бесконечен, и, для того чтобы продолжить существование, микобактерии требуется попасть в благоприятные условия другого организма. Этот процесс называется механизмом передачи. Условно его можно разделить на несколько этапов:

• Выход возбудителя из прежнего организма
• Временное нахождение во внешней среде
• Внедрение в новый здоровый организм.

Характер механизма передачи определяется местом нахождения возбудителя в старом организме, путей выхода из него и расположения ворот в новом.

Выход из инфицированного организма происходит при естественных физиологических процессах (с дыханием, при лактации, мочеиспускании) и проявлениях болезни (с кашлем, выделениями из носа, при поносе и др.). В новый организм возбудитель проникает через дыхательные пути и ЖКТ.

Как происходит инфицирование

Заражение возбудителями туберкулеза происходит несколькими способами:

• 
  Аэрогенным: воздушно-капельным при контакте (со слюной, дыханием), воздушным (в закрытом помещении – воздухом, насыщенным инфекцией), воздушно-пылевым (при вдыхании пылевых частиц с одежды и постели больного). Аэрогенный способ является основным путем проникновения возбудителя в организм (в 95 % случаев).
• Алиментарным – при употреблении зараженных продуктов и жидкостей.
• Контактным путем – через кожные покровы и слизистые оболочки.
• Внутриутробным способом (встречается редко) – при нарушении плацентарного барьера или попадании околоплодной жидкости в организм плода.

Источниками заражения туберкулезом являются люди и животные с болезнью в активной стадии, имеющие воспалительные и патогенные изменения.

После инфицирования следует инкубационный период, который длится от двух недель до месяца. В местах локализации инфекции под ее действием происходит образование бугорков, содержащих скопление лейкоцитов и других клеток, в центре которых находится микобактерия. Формируется первичный очаг – инфекционная гранулема, а в близлежащих лимфатических узлах происходит специфический воспалительный процесс, т. е. образуется первичный туберкулезный комплекс.

Если у человека сильная иммунная система, то вокруг очага образуется соединительная ткань, блокирующая выход инфекции. В капсулированном состоянии возбудитель может находиться длительное время, сохраняя жизнеспособность. При таком развитии получается, что у человека есть иммунитет к заболеванию, но одновременно он является носителем инфекции.

В случае низкого уровня защитных сил и под воздействием неблагоприятных факторов, в очаге начинается активное размножение бактерий, развивается творожистый некроз. По мере развития заболевания, в патогенный процесс вовлекаются окружающие ткани органа.

В зависимости от особенностей организма человека, локализации микобактерий у больного может развиться легочная или внелегочная форма туберкулеза.

Устойчивость микобактерий

Характерной особенностью возбудителей туберкулеза является устойчивость к химическим веществам и физическим воздействиям, они способны к восстановлению жизнедеятельности даже после высушивания.

• Доказано, что микобактерии сохраняют жизнеспособность в высохшей слюне, следах мокроты, частичках тканей и пыли в течение 2-7 месяцев, воде – свыше 12, а в земле – около трех лет. Вместе с тем, ученые обнаружили, что микобактерии плохо переносят прямой солнечный свет (гибнут в течение двух часов) и особенно чувствительны к ультрафиолетовым лучам.
• Также весьма неустойчивы микроорганизмы к повышению температуры воды: при нагревании жидкости до 60 °С они погибают в течение часа, при 65°С – спустя 15 минут, 80 °С – после 5-7, 100 °С — 5.
• В свежем молоке микобактерии живут до 10 суток, но погибают в скисшем под воздействием молочной кислоты. Возбудители сохраняют жизнеспособность в масле в течение нескольких недель, а в твердых сырах – месяцев.
• В отличие от иных патогенных микроорганизмов, микобактерии туберкулеза лучше приспособлены к воздействию дезинфицирующих веществ: растворы фенола или лизола (соответственно – 5 % и 10 %-й) уничтожают их в течение суток, а в 4 %-ом растворе формалина возбудители гибнут только через три часа. Наиболее чувствительны они к растворам хлорсодержащих веществ – хлорамину и хлорной извести.

Высокая приспособляемость микроорганизма осложняет работу врачам, так как микобактерия способна получать лекарственную устойчивость в ответ на противотуберкулезные препараты. Привычные лекарства перестают воздействовать на инфекцию, и подобрать оптимальную схему лечения становится все сложнее. Сегодня в мире наблюдается рост туберкулеза, вызванного инфекцией с иммунитетом против лекарств.

Сравнительно недавно – всего полтора столетия назад с момента открытия микобактерии – врачам удалось найти способы лечения одного из самых страшных заболеваний. Несмотря на обширные знания медиков о микроорганизме и умении его подавлять, возбудитель туберкулеза не собирается сдаваться. Он приобретает все более новые формы, приспосабливается к изменяющимся условиям. Поэтому справиться с ним пока чрезвычайно трудно.