Иммунология туберкулеза
Особенности патогенеза туберкулеза тесно зависят от качества и последовательности иммунных реакций, которые развиваются в организме человека после проникновения в него вирулентных туберкулезных микобактерий. Именно состояние иммунитета определяет как устойчивость организма к инфекции, так и возможность развития активного туберкулеза. Более того, после развития болезни от состояния иммунной системы зависит, как будет протекать туберкулез: в виде ограниченной нетяжелой формы, или с обширным поражением легких и даже внутренних органов, что бывает при генерализации туберкулезной инфекции, то есть распространении процесса на весь организм.
Иммунитет –специфическая реактивность, способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих признаки генетической чужеродности; способность высших организмов распознавать, уничтожать и элиминировать генетически чужеродные вещества (Р.В.Петров).
Клетками иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по реализации приобретенного иммунитета, являются лимфоциты, которые представляют собой разновидность лейкоцитов. У человека имеется два типа иммунитета: клеточный и гуморальный. Гуморальный иммунитет обеспечивается В-лимфоцитами, которые синтезируют антитела, или иммуноглобулины. В клеточном иммунитете участвуют специальные иммунные клетки, в основном, Т-лимфоциты.
Большая часть лимфоцитов отвечает за приобретенный иммунитет: они распознают возбудителей инфекции внутри или вне клеток, в тканях, в крови. На поверхности мембран лейкоцитов человека, в том числе и на лимфоцитах, имеются специальные белки, которые участвуют в выполнении многих сложных функций, а также служат маркерами (метками). Эти белки получили название кластеров дифференцировки, или CD (сокращенно от английского словосочетания - cluster of differentiation, cluster designation). Разновидность меток, находящихся на поверхности клетки, зависит от ее вида, степени ее зрелости, способности выполнять определенные функции.
На всех В-лимфоцитах находится CD20, на поверхности зрелых В-лимфоцитов в 60 – 80 % случаев определяется – CD22. На всех Т-лимфоцитах экспрессирован общий кластер дифференцировки – CD3.
Т-лимфоциты, или CD3–клетки, делятся на:
1. Т-лимфоциты хелперы –клетки способствующие синтезу антител и других иммунных клеток (от английского to help – «помогать»). Кроме общего кластера дифференцировки CD3, эти лимфоциты имеют еще один, соответствующий их функциям – CD4. Таким образом, Т-хелперы можно обозначить как CD3CD4-клетки, но в литературе встречается просто аббревиатура - CD4.
2. Т-лимфоциты супрессоры – клетки, подавляющие синтез антител (от английского to supress – «подавлять»): CD3CD8-лимфоциты, или просто – CD8.
3. Т-лимфоциты киллеры – клетки, осуществляющие цитотоксический эффект (от английского to kill – «убивать»): CD3CD8-лимфоциты, или просто – CD8.
В организме человека имеются еще натуральные киллеры (NK) – лимфоцитоподобные клетки, лишенные признаков Т- и В-лимфоцитов. Они имеют кластер дифференцировки CD16 и способны уничтожать опухолевые клетки или клетки, инфицированные вирусами.
В эпоху распространения ВИЧ-инфекции, следует помнить, что ВИЧ уничтожает те лимфоциты, которые имеют на своей поверхности CD4, поэтому «парализует» развитие как гуморального, так и клеточного иммунитета. Это делает человека беззащитным от инфекций, в том числе и туберкулезной.
Центральное место в механизме противотуберкулезного иммунитета и специфического туберкулезного воспаления принадлежит клеточному звену иммунной системы с развитием гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) или туберкулиновой аллергии. Основными действующими лицами ГЗТ являются:
· Т-лимфоциты-хелперы 1-го типа (Тh1) или CD4;
· Макрофаги;
· Дендритные клетки (при поступлении антигена через кожу – клетки Лангерганса);
· Цитокины (интерлейкин-2, интерферон-гамма, фактор некроза опухолей, лимфотоксин, гранулоцитарно-макрофагальний колониестимулирующий фактор и др.).
Гуморальное звено иммунной системы также принимает участие в развитии специфического воспаления: противотуберкулезные антитела улучшают фагоцитоз и образовывают иммунные комплексы, которые повреждают сосуды, нарушают трофику тканей и способствуют развитию деструкции.
При первичном попадании в организм (чаще в легкие) происходит следующее:
1. МБТ поглощаются и обрабатываются дендритными клетками.
2. Дендритные клетки транспортируют фрагменты антигена в ближайший лимфатический узел, где представляют (презентируют) этот антиген «наивным» Т-хелперам (Тh0).
3. В ответ на антигенный стимул Тh0 активируются, размножаются и дифференцируются в сенсибилизированные к данному антигену Тh1. После этого сенсибилизированные Тh1 покидают лимфатический узел и расселяются в разные отделы иммунной системы.
4. На этом заканчивается первичный контакт с антигеном, главным следствием которого является появление Тh1, сенсибилизированных к микобактериальному антигену
При повторном попадании МБТ в организм:
1. МБТ поглощаются макрофагами, которые презентируют микобактериальные антигены сенсибилизированным Тh1.
2. В результате Тh1 активируются и продуцируют цитокины - индукторы иммунного воспаления (интерлейкин-2, интерферон-гамма, лимфотоксин, фактор некроза опухолей и др.).
3. Эти цитокины вызывают активацию макрофагов и усиливают их способность разрушать МБТ путем выделения лизосомальных гидролаз, активных форм кислорода и азота.
4. В свою очередь, активированные макрофаги также секретируют цитокины, привлекающие в зону туберкулезного воспаления дополнительные моноциты, которые присоединяются к макрофагам и помогают им уничтожать МБТ и выводить их из организма.
Если указанные совместные усилия достигают цели, то тогда реакция гиперчувствительности замедленного типа заканчивается, инфильтрат рассасывается, иммунное воспаление ликвидируется. Когда этих действий не достаточно начинается образование туберкулезной гранулемы, которая ограничивает зону поражения и содержит в центре участок омертвевшей ткани в виде казеозного некроза. Формирование гранулем отражает способность организма к продуктивному воспалению. Особенности клеточного состава гранулемы и выраженность некротических изменений зависят от характера клеточных реакций.
При продуктивной клеточной реакции в составе гранулемы преобладают эпителиоидные, макрофагальные, многоядерные гигантские клетки Пирогова-Лангханса. Снаружи скапливаются фибробласты, синтезирующие коллаген. Некроз в центре гранулемы выражен слабо, иногда отсутствует.
При экссудативной клеточной реакции увеличивается зона некроза, которая занимает более половины объема гранулемы. В клеточном слое превалируют макрофаги и лимфоидные элементы, эпителиоидных и гигантских клеток немного.
Преимущественно альтеративная реакция характеризуется формированием некротических гранулем со слабо выраженным или отсутствующим клеточным валом.
Резкое угнетение клеточного звена иммунной системы приводит к превалированию гуморальных реакций и преобладанию альтеративно-экссудативного компонента воспаления, что способствует быстрому прогрессированию патологического процесса и образованию участков деструкции легочной ткани.
Вопросы для самоконтроля
1. Как рассчитывается показатель заболеваемости туберкулезом?
2. Как рассчитывается показатель распространенности туберкулеза?
3. Как рассчитывается показатель смертности от туберкулеза?
4. Кто является основным источником инфекции при туберкулезе?
5. Какой путь передачи туберкулезной инфекции является наиболее опасным?
6. Какие типы микобактерии туберкулеза могут вызвать развитие туберкулеза у человека?
7. Какие основные свойства МБТ?
8. Как называется среда для выращивания туберкулезных микобактерий?
9. Когда развивается первичный туберкулез?
10. Как называется некроз, который возникает при туберкулезе?
11. Из каких трех компонентов состоит первичный туберкулезный комплекс?
12. Из чего состоит туберкулезная гранулема?
13. Какой тип иммунной реакции лежит в основе туберкулезного воспаления?
14. Какие рецепторы (кластеры дифференцировки) имеют все В-лимфоциты и зрелые В-лимфоциты?
15. Какие рецепторы (кластеры дифференцировки) имеют все Т-лимфоциты, Т-лимфоциты хелперы и Т-лимфоциты супрессоры?
16. Какие клетки поражает ВИЧ?