Патогенеза на туберкулозата

Развитието на туберкулозното възпаление зависи от реактивността на организма и състоянието на неговите защитни сили, вирулентността на туберкулозните микобактерии и продължителността на тяхното персистиране в белите дробове. Действието на различни фактори на инфекциозния процес може да обясни голямото разнообразие от тъканни и клетъчни реакции на дихателния отдел, където специфични промени се комбинират с неспецифични, по един или друг начин влияейки върху проявата и изхода на основния процес.

Всеки етап представлява сложен набор от структурни промени в различни телесни системи и дихателни органи, съпроводени с дълбоки промени в метаболитните процеси, интензивността на метаболитните реакции на дихателния отдел и се отразяват в морфофункционалното състояние на неговите клетъчни и неклетъчни елементи. От голямо значение е изучаването на най-ранните механизми на развитие на туберкулозно възпаление, установени през последните години.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Нарушения на микроциркулацията и състоянието на аерохематичната бариера

В рамките на 24 часа след интравенозно приложение на Mycobacterium tuberculosis в белите дробове на мишки настъпват характерни промени в микроциркулаторното русло: разширяване на профилите на съдовата капилярна мрежа, може да се наблюдава образуване на утайка от еритроцити с париетално разположение на полиморфонуклеарни левкоцити. Електронно-микроскопският анализ на ендотелната лигавица на белодробните капиляри разкрива активиране на луминалната повърхност на клетките, признаци на развитие на вътреклетъчен оток с дезорганизация на микропиноцитозни везикули и тяхното сливане в големи вакуоли. Области с оток, изчистена цитоплазма на ендотелиоцитите на места образуват платновидни издатини, различаващи се по количество и размер в различните микросъдове. В някои случаи се наблюдава локално ексфолиация на цитоплазмените им израстъци от подлежащия базален слой, разхлабване и удебеляване на последния.

Независимо от начина на въвеждане на туберкулозния микобактериум, във всички моделни експерименти през първите 3-5 дни се наблюдава повишаване на пропускливостта на аерохематичната бариера, което се вижда от натрупването на течност в интерстициума, развитието на вътреклетъчен оток не само на ендотелиоцитите, но и на алвеолоцитите от 1-ви тип (А1). Промените засягат техните цитоплазмени процеси, в които се появяват области с бистра, оточна цитоплазма, способна да изпъкне в интраалвеоларното пространство.

В местата на генерализация на Mycobacterium tuberculosis и развитие на пневмонични огнища, образуване на първични грануломатозни натрупвания от мононуклеарни клетки и полиморфонуклеарни левкоцити, се определя А1 със силно удебелени, на места разрушени цитоплазмени израстъци, участъци с оголена базална мембрана. В много алвеолоцити от 2-ри тип (А2) се наблюдава подуване на апикалните микроворси, неравномерно разширяване на митохондриалните профили и цитоплазмения ретикулум. Хиперхидратацията на алвеоларния епител е съпроводена на места с отделяне на течност, плазмени протеини и клетъчни елементи на възпалението в интраалвеоларното пространство.

Съвременните изследвания на микроциркулацията установяват водещата роля на съдовата система в развитието на началните фази на възпалението. Стимулиран от цитокини, ендотелът отделя биологично активни вещества - адхезивни молекули (селектини, интегрини), различни медиатори (метаболити на арахидонова киселина) и растежни фактори, кислородни радикали, азотен оксид и др., осигуряващи взаимодействие между ендотела и полиморфонуклеарните левкоцити, както и между други клетъчни елементи на възпалението. Установено е, че L-селектинът медиира така наречения ефект на "търкаляне на неутрофили", който е началният етап на адхезията на тези клетки към ендотела. Друг вид селектин, P-селектин, след ефекта на хистамин или кислородни метаболити върху ендотелните клетки, се премества на тяхната повърхност, улеснявайки адхезията на неутрофилите. E-селектинът се открива и на повърхността на цитокин-активираните ендотелни клетки; той участва в процеса на взаимодействие между ендотела на посткапиларните венули и Т-лимфоцитите.

Цитокините, секретирани от моно- и полинуклеарни клетки, причиняват структурно пренареждане на цитоскелета на ендотелните клетки, което води до тяхното свиване и повишена капилярна пропускливост. От своя страна, преминаването на полиморфонуклеарните левкоцити през стената на кръвоносните съдове може да бъде съпроводено с нейното увреждане и повишена пропускливост за течности и плазмени протеини, а промяната в състава или активността на адхезивните молекули води до повишена миграция на моноцити и лимфоцити, осигурявайки по-нататъшно развитие на възпалителната реакция. Възникваща в дихателните органи в отговор на въвеждането на Mycobacterium tuberculosis, тя засяга всички структури на дихателния отдел.

По време на образуването и узряването на туберкулозните грануломи, т.е. на втория етап от развитието на специфичния процес, се увеличават нарушенията в структурата на интералвеоларните прегради. Отокът, клетъчната пролиферация и фибрилогенезата в интерстициума променят значително морфофункционалното състояние на респираторния епител, особено в близост до огнищата на възпалителната реакция. Нарушенията в условията на микросредата и жизнената активност на алвеолоцитите влияят негативно върху функционалното състояние на аерохематичната бариера и газообмена в белите дробове.

Наред с вече отбелязаните промени в интералвеоларните прегради в зоната на отока, внимание привличат и изразените деструктивни промени в алвеоларния епител, които могат да се проследят върху значителна част от него. Те засягат и двата вида алвеолоцити и имат една насоченост - едематозно подуване на вътреклетъчните органели, което води до дисфункция и след това клетъчна смърт. В интраалвеоларното съдържимо могат да се открият фрагменти от разрушени алвеолоцити, включително А2. Тук се намират и макрофагни елементи, полиморфонуклеарни левкоцити, както и значителен брой еритроцити и еозинофили, отразяващи високата пропускливост на капилярната мрежа. Сред разрушените клетки се определят фибринови нишки и техните конгломерати.

В алвеолите, които задържат въздух, могат да се наблюдават и признаци на оток на тъканните и клетъчните структури на междуалвеоларните прегради. Освен това, по повърхността на алвеоларния епител протичат процеси на образуване на мехурчета, отразяващи началните етапи на разрушаване на аерохематичната бариера и „наводняване“ на алвеолите. В крайния етап от развитието на туберкулозно възпаление се наблюдава прогресивно увеличаване на дистрофичните и деструктивни промени в структурните компоненти на крайните отдели на белия дроб, особено в области на белодробния паренхим, граничещи с казеозно-некротични огнища или огнища на туберкулозна пневмония. Микроциркулаторните нарушения са широко разпространени.

Транскапилярното преминаване на плазмените протеини на кръвта насърчава навлизането на циркулиращи имунни комплекси (ЦИК) в интерстициума на белия дроб, което води до развитието както на имунологични, така и на вторични имунопатологични реакции в него. Ролята на последните в патогенезата на туберкулозата е доказана и тя се причинява от интрапулмонално отлагане на ЦИК, дефект във фагоцитната система и дисбаланс в производството на цитокини, регулиращи междуклетъчните взаимодействия.

Площта на въздушния белодробен паренхим е намалена до 30% от площта на сечението, като зоните му се редуват с области на изразен интраалвеоларен оток, дистелектаза и ателектаза, емфизематозно разширяване на алвеолите. Въпреки прогресивния характер на развитието на нелекуван туберкулозен възпаление, в белодробния паренхим, свободен от огнища, протичат компенсаторни и възстановителни процеси. Както показват нашите изследвания, в перифокалната зона на възпалението функционалната активност на А2 е насочена главно към поддържане целостта на алвеоларния епител, възстановяване на популацията А1, която е най-чувствителна към действието на факторите на туберкулозния процес. Фактът за участието на А2 в процесите на регенерация като клетъчен източник на респираторен епител е общопризнат днес. Забележимо повишаване на пролиферативната активност на А2 в тези зони се посочва от откриването на 6-10 млади алвеолоцита, разположени наблизо - "растежни пъпки" с равномерна добре развита ядрена структура, значително съдържание на митохондрии и полирибозоми в цитоплазмата, малък брой секреторни гранули. Понякога в тези клетки могат да се видят митотични фигури. В същото време, алвеолоцитите от междинен тип, отразяващи трансформацията на А2 в А1, са изключително редки. Газообменната функция на органа се поддържа поради алвеоларна хипертрофия, образуване на точки на растеж и трансформация на А2 в А1 в отдалечени области на белодробния паренхим. Тук се наблюдават и ултраструктурни признаци на активната секреторна функция на А2.

Тези данни корелират с резултатите от електронно-микроскопско изследване на алвеоларния епител в хирургически материал. При пациенти със зарастващи огнища на туберкулозна инфекция се образуват аденоматозни структури, наподобяващи алвеоларни канали. Клетките, които ги покриват, имат А2 ултраструктура, запазвайки единични секреторни гранули. Характерно е, че не се случва трансформацията на А2 в А1 (не се откриват алвеолоцити от междинен тип), което не позволява тези структури да бъдат класифицирани като новообразувани алвеоли, както отбелязват някои автори.

Процесите на възстановяване на дихателния епител, образуването на преходни алвеолоцити се наблюдават само в по-отдалечения белодробен паренхим, където се определят нодуларни израстъци на алвеолоцити, съответстващи на „растежни пъпки“. Тук се осъществява и основната газообменна функция на белите дробове, клетките на аерохематичната бариера имат добре развита ултраструктура с голям брой микропиноцитни везикули.

Изследването на различни модели на туберкулозно възпаление показа, че развитието на специфично възпаление в белите дробове е свързано не само с определени деструктивни промени в дихателната част директно в огнищата на инфекцията, но засяга целия белодробен паренхим, където се наблюдават признаци на нарушена микроциркулация. Повишена пропускливост на съдовете на интералвеоларните прегради. С прогресирането на възпалителния процес се увеличават явленията на оток, което се отразява на състоянието на алвеолоцитите, особено на А1. Лумените на много алвеоли са частично или напълно запълнени с течност и клетъчни елементи на възпалението. Хипоксията и фиброзните промени в интералвеоларните прегради влияят на газообменната функция на аерохематичната бариера, водят до развитие на дихателна недостатъчност и смърт на опитни животни.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Ролята на белодробните макрофаги

Белодробните макрофаги са компонент на мононуклеарната фагоцитна система, която е обща за цялото тяло и произхожда от плурипотентните стволови клетки на костния мозък. По време на деленето на стволовите клетки се произвеждат моноцитни прекурсори - монобласти и промоноцити. Моноцитите циркулират в кръвта и частично навлизат в интерстициалната тъкан на белите дробове, където могат да останат неактивни за известно време. При наличие на индуктори на диференциация те се активират, придвижват се към повърхността на дихателния и бронхиалния епител, където преминават през няколко етапа на зреене, превръщайки се съответно в алвеоларни и бронхиални макрофаги. Основната функция на тези клетки - абсорбционната - е свързана със способността им да фагоцитират чужд материал. Като един от факторите за естествената резистентност на организма, те защитават онези области на белите дробове, които първи влизат в контакт с микроби и абиогенни агенти, т.е. поддържат стерилността на епителната обвивка на белите дробове по цялата ѝ дължина. По-голямата част от чуждия материал, както и фрагменти от разрушени клетъчни елементи, се усвояват почти напълно след конюгиране на фагозомната вакуола на макрофага (некрофаг, хемосидерофаг) с лизозоми, съдържащи протеолитични ензими. Белодробните макрофаги се характеризират с високо съдържание на киселинна фосфатаза, неспецифична естераза, катепсини, фосфолипаза А2 и ензими от цикъла на Кребс, особено сукцинат дехидрогеназа. Същевременно е известно, че патогените на редица инфекциозни заболявания, и преди всичко M. tuberculosis, могат да персистират дълго време в цитоплазмата на алвеоларните макрофаги, тъй като имат силно устойчиви клетъчни стени, които се съпротивляват на действието на лизозомните ензими. В моделни експерименти при нелекувани животни, въпреки изразеното активиране на киселинната фосфатаза и други хидролази, в цитоплазмата на алвеоларните макрофаги може да се наблюдава известна пролиферативна активност на Mycobacterium tuberculosis и образуването на малки колониеви клъстери от патогена.

Ниската микробицидна активност на белодробните макрофаги е свързана с органоспецифични особености на фагоцитите, тъй като те функционират в среда с високо съдържание на кислород. Енергийните процеси в тяхната цитоплазма се поддържат главно от окислително фосфорилиране на липопротеини, с катаболизма на които е свързана една от основните функции на тези клетки, които са част от белодробната сърфактантна система. Извличането на енергия, локализирането на окислителните процеси влияят върху митохондриалната система, чието развитие корелира с функционалното състояние на фагоцита. Тук е локализирана и супероксиддисмутазата - ензим за антиоксидантна защита, който катализира димутацията на синглетния кислород, образуван по време на преминаването на електрони по дихателната верига. Това коренно отличава белодробните макрофаги от полиморфонуклеарните левкоцити, които получават кислород и биоенергия главно чрез гликолиза. В последния случай разцепването на субстрата се осъществява директно в цитозола, а активираният кислород и водородният пероксид, образувани с помощта на миелопероксидаза, представляват основния бактерициден потенциал за действие върху бактериите.

Ниската биоцидност на белодробните макрофаги може да се разглежда като своеобразна цена за адаптация към аеробни условия на функциониране. Очевидно следователно те се борят с туберкулозните микобактерии заедно с полиморфонуклеарни левкоцити и ексудатни моноцити (те се наричат още възпалителни макрофаги). Патогенетично важно е, че не всички белодробни макрофаги, които са уловили туберкулозни микобактерии, се отстраняват от белите дробове с дрейфа на сърфактант и бронхиален секрет - някои от тях се развиват в интерстициума, което е спусък за образуването на характерни клетъчни клъстери - грануломи.

Попадайки в интерстициума, богат на кръвоносни съдове, белодробните макрофаги с непълна фагоцитоза започват да произвеждат възпалителни цитокини, активирайки съседния ендотел. Върху мембраните на последния се увеличава експресията на имуноглобулини, с помощта на които се осъществява селективна адхезия на моноцити. След като напуснат съдовото легло, тези клетки се трансформират в ексудатни макрофаги, произвеждайки възпалителни медиатори, привличайки към фокуса не само моно-, но и полинуклеарни клетки.

В същото време, сигналът за развитие на грануломатозна реакция идва от сенсибилизирани Т-лимфоцити - ефектори на свръхчувствителност от забавен тип. Сред лимфокините, които тези клетки започват да произвеждат, факторът, инхибиращ миграцията на моноцити, и IL-2 са от голямо значение за грануломатогенезата. Те ускоряват притока и фиксират моноцитите в мястото на инфекцията, регулират трансформацията им във фагоцитни, секретиращи и антиген-представящи макрофаги.

Трябва да се подчертае, че като механизъм за клетъчна защита на дихателните органи от проникване на патогена, грануломатозната реакция на белите дробове при туберкулозно възпаление в крайна сметка отразява неспособността на мононуклеарните фагоцити да се борят с туберкулозните микобактерии. Следователно, макрофагите са принудени постоянно да пролиферират (увеличават броя на популациите) и да се диференцират в по-големи фагоцити (повишават качеството на протеолизата), които са гигантски клетки от типа на чуждо тяло. Във фагозомите на последните, под електронен микроскоп, могат да се видят не само туберкулозни микобактерии, но и големи апоптотични клетки, фрагменти от разрушени полиморфонуклеарни левкоцити. В същото време, ултраструктурните признаци на протеолитична активност (степента на развитие на лизозомния апарат) в такива фагоцити на единица площ от цитоплазмата не се различават съществено от мононуклеарните. В тази връзка, белодробните макрофаги постоянно привличат към лезията полиморфонуклеарни левкоцити, които имат по-големи биоцидни свойства. Активирането на последното е съпроводено с освобождаване на значително количество хидролази и оксиданти в извънклетъчната среда, което води до разрушаване на тъканите и образуване на казеозни маси в центъра на лезията.

Най-изразените метаболитни нарушения се наблюдават при пациенти с остро прогресиращи форми на белодробна туберкулоза, протичащи с преобладаване на ексудативна и алтеративна възпалителна реакция, а протичането на прогресивните форми на белодробна туберкулоза се характеризира, като правило, с изразена Т-клетъчна имунодепресия. Потискането на Т-клетъчния имунитет, изразената лимфопения водят до нарушаване на междуклетъчните взаимодействия, инхибиране на грануломатозната реакция.

Дефицитът на активирани моноцити и лимфоцити, съчетан с тяхната морфофункционална недостатъчност, може да е следствие от повишена апоптоза. Цитокиновият дисбаланс, който се наблюдава в такива случаи, може да служи като маркер за дефект в имунната система. Процесът на апоптоза има характерни морфологични характеристики: кондензация на хроматина върху ядрената мембрана, разпадане на ядрото, образуване на клетъчни фрагменти (апоптотични телца) и тяхната фагоцитоза от макрофаги.

Особеностите на функционирането на белодробните макрофаги са свързани с тяхната способност не само да фагоцитират, но и да произвеждат голям брой цитокини, необходими за активирането и регулирането на много извънклетъчни реакции и процеси, протичащи във фокуса на туберкулозното възпаление. С тяхна помощ се осъществява саморегулация на обновяването и диференциацията на мононуклеарните клетки, изграждат се междуклетъчни взаимодействия при условията на специфичен процес и регенерация.

Универсалният медиатор на междуклетъчните взаимодействия е IL-1, чиято цел са лимфоцити, полиморфонуклеарни левкоцити, фибробласти, ендотелиоцити и други клетъчни елементи. Същевременно секреторната функция на белодробните макрофаги се основава на принципите на саморегулацията, когато една и съща клетка секретира не само регулатори на извънклетъчните процеси, но и инхибитори, които блокират тяхното действие. Секреторните макрофаги се различават значително от фагоцитните по своята ултраструктурна организация. Те рядко съдържат фагозомни вакуоли и вторични лизозоми, но имат развит везикуларен апарат и други ултраструктурни признаци на секреция. Те са особено добре експресирани в епителоидните клетки, които са хиперактивни секреторни макрофаги.

Под светлинен и особено електронен микроскоп в материала от бронхоалвеоларния лаваж могат ясно да се проследят определени етапи на диференциация на белодробните макрофаги. В зависимост от структурната организация на ядрото и цитоплазмата, сред тях се определят млади неактивирани и биосинтетични мононуклеарни клетки, както и зрели фагоцитни и секретиращи макрофаги. Младите неактивирани клетки (15-18 μm в диаметър) обикновено съставляват около 1/5 от всички макрофагални елементи. Те имат кръгло ядро с гладки контури: цитоплазмата е слабо базофилна, не съдържа никакви включвания. Под електронен микроскоп в тези клетки се виждат редки профили на цитоплазмения ретикулум и митохондриите, няколко малки лизозомоподобни гранули и свободни рибозоми.

Активираните, биосинтетични макрофаги са с по-големи размери (18-25 μm в диаметър), ядрото се отличава с вълнообразни контури и ясно изразено ядро. Те имат базофилна цитоплазма, която съдържа развити дълги каналчета на гранулираната цитоплазмена мрежа и множество полизоми. Елементи от ламеларния комплекс се откриват едновременно в две или три зони, където се натрупват първични лизозоми. Вторичните лизозоми са представени от единични включвания; фагозомите се откриват рядко, което отразява готовността на клетката за фагоцитна функция.

Диаметърът на зрелите белодробни макрофаги варира в широки граници (30-55 μm), в зависимост от активността и функционалната ориентация на клетките. Най-големите размери са характерни за макрофаги със структурни признаци на изразена фагоцитоза. Повърхността на такива клетки образува множество микроизрастъци и дълги псевдоподии. Овалното или кръгло ядро често е разположено ацентрично, има вълнообразни контури. Значително количество кондензиран хроматин се намира близо до ядрената мембрана, ядрото е малко (1-1,2 μm). В цитоплазмата се определят включвания, къси каналчета на гранулирания цитоплазмен ретикулум, цистерни и вакуоли на ламеларния комплекс и свободни рибозоми. Клетките съдържат значителен брой митохондрии, първични (0,5-1 μm) и вторични (1,2-2 μm) лизозоми, както и фагозомни вакуоли, които варират по размер и брой. Последните съдържат фрагменти от разрушени клетъчни елементи и туберкулозни микобактерии („некрофаги“, „хемосидерофаги“), ламеларни включвания с фосфолипиден характер („фосфолипофаги“) и/или гранули от неутрална мазнина („липофаги“), частици прах, тютюнева смола, каолин („кониофаги“, „макрофаги на пушача“).

При наличие на постоянен обект на фагоцитоза се появяват многоядрени макрофаги (с диаметър над 70 μm) с пет или повече ядра. В грануломите и гранулационната тъкан на туберкулозните огнища се определят типични чужди тела - крайният етап на диференциация на макрофаг с фагоцитна функция. Белодробните макрофаги с изразена секреторна активност (25-40 μm в диаметър) обикновено нямат типични псевдоподии. Характерът на повърхността може да се сравни с тънка дантелена вдлъбнатина, образувана от множество, относително къси микроизрастъци. Кръглото или овално ядро съдържа малко количество кондензиран хроматин, бистър голям нуклеол (1,5-2 μm). Прозрачната цитоплазма практически не съдържа големи включвания. Късите каналчета на гранулираната цитоплазмена мрежа са представени от единични профили, докато добре развити елементи на ламеларния комплекс са множество вакуоли и везикули с електроннопрозрачно или осмиофилно съдържание. Същите структури се откриват и в ектоплазмата, където те се сливат директно с плазмалемата. Дори при дългогодишни пушачи, при които всички фагоцитни клетки съдържат характерни включвания на тютюнев катран, секретиращите макрофаги имат малък брой вторични лизозоми и единични фагозомоподобни образувания, т.е. те практически не абсорбират чужд материал. Макрофагите с ултраструктурни признаци на секреторна активност при нормални условия съставляват не повече от 4-8% от бронхоалвеоларния лаваж. Тъй като функцията на тези клетки е свързана с метаболизма, синтеза и освобождаването на много биологично активни вещества в извънклетъчната среда, всякакви нарушения в механизмите на специфична и неспецифична защита водят до увеличаване на техния брой, образуване на макрофаги с повишен секреторен потенциал - епителиоидни клетки. Те образуват симпласти или, в резултат на непълно митотично делене, се превръщат в характерни многоядрени клетки на Пирогов-Лангханс - крайната диференциация на макрофаг със секреторна активност.

В зависимост от резистентността на организма, характера на действието и условията на микросредата, процесите на трансформация на натрупването на фагоцитна, секреторна или антиген-представяща активност имат свои собствени характеристики. Доказано е, че изчисляването на относителния процент на морфофункционалните типове макрофаги в бронхоалвеоларен лаваж (определяне на макрофаговата формула) помага в диференциалната диагноза на туберкулозата и други белодробни грануломатози и позволява да се оцени ефективността на етиотропното лечение.

Съотношението на броя на активно фагоцитиращите и синтезиращите белодробни макрофаги не само отразява характера на тъканната реакция в областта на туберкулозното възпаление, но може да служи като индикатор за активността на патологичния процес. Проблемът за завършването на фагоцитозата при туберкулоза също остава актуален. Резултатите от нашите изследвания на експериментален и клиничен материал показват, че резултатът от взаимодействието между фагоцитозата и патогена зависи от функционалното състояние на макрофага и биологичните свойства на микроорганизма.

Състояние на системата за повърхностноактивни вещества

Постиженията на експерименталното и теоретичното направление в изследването на белодробните сърфактанти позволиха да се формулира съвременна концепция за сърфактанта като многокомпонентна система от клетъчни и неклетъчни елементи, чието структурно и функционално единство осигурява нормална биомеханика на дишането.

Към настоящия момент е натрупан известен фактически материал, който свидетелства не само за значителните адаптивни възможности на сърфактантната система в условия на дълбоко преструктуриране на белодробната вентилация и хемодинамика, но и за изразената чувствителност на нейните компоненти към много неблагоприятни фактори на туберкулозния процес, чийто специфичен характер се определя от продължителността на персистиране на патогена, вълнообразния ход на процеса и дълбоките нарушения на микроциркулаторното русло. Наблюдаваните промени в този случай засягат не само зоните на образуване на огнища на инфекция, но и отдалечени, активно функциониращи области на белодробния паренхим. В тази връзка е изключително важно да се оцени морфофункционалната полезност на различните компоненти на сърфактантната система, да се подчертаят онези промени, които могат да се използват за диагностициране на сърфактант-зависими нарушения на дихателната функция и тяхното своевременно коригиране.

Най-ранните признаци на разрушаване на белодробния сърфактант могат да се наблюдават в моделни експерименти, използващи специални методи за фиксация на белите дробове. В началния етап на развитие на туберкулозното възпаление те имат локален характер и се изразяват главно в зоните на интраалвеоларен оток. Под електронен микроскоп могат да се наблюдават различни етапи на отлепване и разрушаване на външния филм - мембраната на сърфактанта от едематозна течност. Тези промени се проявяват напълно във огнищата на туберкулозно възпаление, където материалът на разрушения сърфактант се определя навсякъде в състава на интраалвеоларното съдържимо.

Отбелязаните промени в извънклетъчната обвивка на алвеолите се наблюдават във огнища на различни бактериални пневмонии. В този случай част от А2, предимно в перифокалните алвеоли, осъществява компенсаторно производство на повърхностноактивни вещества. Различна картина се наблюдава в дихателните органи по време на развитието на туберкулозно възпаление, тъй като патогенът има неблагоприятен ефект върху процесите на вътреклетъчен синтез на повърхностноактивни вещества. Директното въвеждане на туберкулозни микобактерии в белия дроб на кучета (пункция на гръдния кош) показа, че дезорганизация на цитоплазмения ретикулум и профилите на митохондриите се наблюдава в А2 още през първите 15-30 минути; след няколко часа алвеолоцитите са напълно унищожени на мястото на инфекцията. Бързото развитие на дефицит на повърхностноактивно вещество води до колапс на алвеолите и бързо разпространение на възпалителния процес в околния паренхим. В алвеолите, съседни на огнищата, преобладават малки млади А2 с единични малки секреторни гранули или големи клетки с признаци на вакуолизация на вътреклетъчните структури, понякога с напълно унищожена цитоплазма. В тези алвеолоцити, където има развити елементи на цитоплазмената мрежа и ламеларния комплекс, се откриват гигантски осмиофилни ламеларни телца (ГЛТ), което показва забавяне (инхибиране) на освобождаването на вътреклетъчното повърхностно активно вещество към повърхността на алвеолите.

Математическото моделиране на секреторната функция на А2 в белодробен паренхим без огнища с повишено функционално натоварване показа, че въпреки увеличаването на обема и числената плътност на зрелите секреторни гранули, резервният потенциал на популацията не се променя съществено. Установено е, че при условия на повишена съдова пропускливост, развитие на хипоксия и фиброзни промени в междуалвеоларните прегради, балансът на процесите на образуване и зреене на OPT се нарушава в посока преобладаване на последните. Ускореното зреене на OPT често води до увеличаване на електроннопрозрачното вещество на матрицата в състава на секреторните гранули, докато съдържанието на осмиофилен повърхностноактивен материал в тях може да е незначително; ламеларният материал от повърхностноактивни вещества е рехаво опакован, заемайки само 1/3-1/5 от обема на секреторната гранула. Появата на значителен брой А2 с вакуолизирани OPT може да се обясни с нарушаване на началните етапи на образуване на секрет. Такива клетки обикновено имат ултраструктурни признаци на разрушение (изчистване на цитоплазмената матрица, едематозно подуване на митохондриите, тубулите на цитоплазмения ретикулум и ламеларния комплекс), което показва намаляване на процесите на вътреклетъчно производство на сърфактант.

Характерно е, че намаляването на синтеза на повърхностноактивни фосфолипиди е съпроводено с появата на неутрални липидни гранули в цитоплазмата на А2. Адекватно отражение на нарушенията на липидния метаболизъм в белия дроб, засегнат от туберкулоза при опитни животни и хора, е натрупването на макрофаги-липофаги (пенести клетки) с различна степен на зрялост в алвеолите и бронхоалвеоларния лаважен материал. Успоредно с това се наблюдава достоверно повишаване на съдържанието на неутрални липиди и намаляване на дела на общите фосфолипиди в лаважната течност.

Един от ранните признаци на разрушаване на сърфактанта в експерименталната и клиничната картина на туберкулозата на дихателните органи е загубата на способността на неговите мембрани да образуват структури от резервен материал. Вместо това, по повърхността на алвеолите, във фагозомите на алвеоларните макрофаги и директно в материала на бронхоалвеоларния лаваж, могат да се видят мембрани, усукани на топки („гигантски слоести топки“) без характерната триизмерна организация. Дълбочината на деструктивните промени в системата на сърфактанта се доказва и от честотата на откриване на изхвърления А2 в промивния поток. Тези данни корелират с резултатите от биохимичните и физикохимичните изследвания на белодробните сърфактанти.

Като се вземат предвид всички идентифицирани характеристики, понастоящем се разграничават три степени на нейните нарушения, за да се характеризира състоянието на сърфактантната система: лека, тежка, широко разпространена. Последната отразява повишен риск от развитие на сърфактант-зависима дихателна недостатъчност при пациенти с широко разпространени деструктивни форми на заболяването.

Резултатите от проучванията показват, че в основата на нарушенията, които възникват в сърфактантната система на белите дробове по време на туберкулоза, са процеси, свързани с повишаване на пропускливостта на кръвно-въздушната бариера:

• увреждане на повърхностноактивното вещество на алвеоларната повърхност;
• метаболитни промени и увреждане на А2;
• нарушаване на механизмите за отстраняване на отпадъчните повърхностноактивни вещества от алвеолите.

Същевременно, проучванията установяват, че основният цитологичен механизъм, поддържащ функционалния потенциал на сърфактантната система в белия дроб, променен от туберкулозно възпаление, е увеличаване на броя на хипертрофираните А2, главно в белодробния паренхим, отдалечен от специфичното огнище.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Генетични аспекти на предразположеността към туберкулоза

Преди да започнем анализа на актуалното състояние на изследванията в областта на механизмите на противотуберкулозния имунитет и имуногенетиката на туберкулозата, считаме за необходимо да се спрем на някои общи позиции.

• Първо, известно е, че микобактериите се размножават и унищожават предимно в макрофагите. Много малко данни (и те са противоречиви) показват, че има фактори, които могат да унищожат микобактериите извънклетъчно.
• Второ, няма убедителни доказателства, че неутрофилната фагоцитна система играе значителна роля в защитата срещу туберкулозна инфекция.
• Трето, няма убедителни доказателства, че антитуберкулозните антитела могат нито да унищожат микобактериите извънклетъчно, нито да насърчат тяхното вътреклетъчно разрушаване в макрофаги или други видове клетки.
• Четвърто, съществуват голям брой факти, подкрепящи позицията, че централното звено в противотуберкулозния имунитет са Т-лимфоцитите и че те упражняват своето регулаторно влияние чрез фагоцитната система.
• Пето, има множество доказателства, че наследствените фактори играят значителна роля в туберкулозната инфекция.

Данните, сочещи важната роля на генетичните фактори за предразположеността към туберкулоза при хората, са доста убедителни. На първо място, това се посочва от факта, че при изключително висок процент на заразяване с M. tuberculosis (приблизително една трета от възрастното население на планетата), заболяването се развива само при малка част от хората. Това се посочва и от различните нива на предразположеност към инфекция в различните етнически групи, както и от характера на унаследяване на предразположеността и резистентността към туберкулоза в семейства с множество случаи на заболяването. Накрая, доказателство за тази позиция е значително повишената съгласуваност на появата на клинично изразена туберкулоза при монозиготни (еднояйчни) близнаци в сравнение с дизиготни близнаци.

Традиционно генетично изследване за туберкулоза

Ролята на главния комплекс за хистосъвместимост и NRAMP*

Идентифицирането на гени и техните алели, чиято експресия определя чувствителността или резистентността към туберкулоза, не само би позволило задълбочено вникване в фундаменталните механизми на имунитета и развитието на патологичния процес при туберкулозата, но и би доближило до реалността използването на методи за генетично типизиране за идентифициране на индивиди сред здрави хора с генетично повишен риск от заразяване с туберкулоза, изискващи приоритетни превантивни мерки, по-специално специален подход към ваксинацията.

* - Макрофагенен протеин, свързан с естествена резистентност - макрофагенен протеин, свързан с естествена резистентност.

Съществуват значителен брой експериментални изследвания, които показват ролята на редица генетични системи и отделни гени (H2, BCG1, Tbc1, xid и др.) в резистентността (чувствителността) към туберкулоза при мишки. При хората най-изследваните гени включват гените на главния комплекс за хистосъвместимост (MHC) клас II, сред които алелният комплекс от семейството HLA-DR2 (човешки) разкрива сравнително висока степен на асоциация с повишена заболеваемост в няколко етнически отдалечени популации, а алелите на локуса HLA-DQ влияят върху клиничната картина на туберкулозата. Наскоро бяха постигнати първите успехи в анализа на връзката на гена NRAMP1 с туберкулозата при хора. Тези данни са особено забележителни, тъй като този ген има висока степен на хомология с гена NRAMP1 (наричан преди BCG 1, тъй като контролира чувствителността към M. bovisBCG), който селективно се експресира в миши макрофаги и който несъмнено влияе върху чувствителността към вътреклетъчни патогени (включително микобактерии).

Мутации със загуба на функция

Идентифицирани са няколко гена, промените в които, водещи до пълна загуба на способността за кодиране на функционално активен продукт (генен нокаут), са повлияли особено на способността на мишките да развият защитен имунен отговор към микобактериална инфекция. Това са гените, кодиращи IFN-γ, IL-12, TNFα, както и рецепторите на клетките на имунната система към изброените цитокини. От друга страна, при нокаут на гените, кодиращи IL-4 и IL-10, протичането на туберкулозната инфекция практически не се различава от това при мишки от див тип (изходни). Тези данни потвърждават на генетично ниво първичната защитна роля при туберкулозата на способността на имунната система (предимно Т1 лимфоцитите) да реагира на инфекцията чрез продуциране на цитокини тип 1, но не и тип 2.

Доказана е приложимостта на тези данни към микобактериалните инфекции при хора. В много редки семейства, в които децата са страдали от рецидивиращи микобактериални инфекции и салмонелоза от ранна възраст, изключително високата чувствителност се дължи на хомозиготни неконсервативни мутации в гените, кодиращи клетъчни рецептори за IFN-γ и IL-12, наследени от родители, хетерозиготни за тези мутации; както се очакваше, при такова наследяване на редки мутации, браковете се оказаха тясно свързани. Подобни груби нарушения обаче водят до толкова висока чувствителност към инфекции, че на практика не позволяват на детето да оцелее повече от няколко години, и то само в почти стерилни условия.

Същите тези съображения пораждат донякъде скептична оценка на подхода за моделиране на инфекции при животни с нокаут мутации в гени, които играят основна роля в защитата срещу тези инфекции. Такива мутации водят до експресия на фенотипове, които нямат шанс за оцеляване при нормални условия и биха били бързо елиминирани чрез селекция. Така, мишки, които не експресират MHC клас II продукти и в резултат на това нямат нормален пул от CD4 лимфоцити, умират от дисеминирана инфекция за кратко време след заразяване с M. tuberculosis. Много подобен ход на туберкулозата при хората се наблюдава с изразен спад в броя на CD4 клетките в късните стадии на СПИН. При решаване на въпросите за генетичното определяне на рисковите групи и като цяло за разбиране на генетичните причини за повишена чувствителност в рамките на нормалното разпределение на популацията, изследователят се занимава с индивиди, които, макар и не оптимални (според този признак), са доста жизнеспособни. Този аспект на проблема говори в полза на използването на по-традиционни експериментални модели за генетичен анализ, например междулинейни разлики в хода на туберкулозата при мишки.

Скрининг на генома и неизвестни досега гени за предразположеност към туберкулоза

Още през 50-те и 60-те години на миналия век е показано, че наследяването на черти на предразположеност и резистентност към туберкулоза при лабораторни животни е сложно и полигенно. В тази ситуация, първо, е необходимо да се селектират ясно изразени, „изключително различни“ фенотипове между предразположени и резистентни животни или индивиди, т.е. характеристики на заболяването, и след това да се изследва естеството на тяхното наследяване. Второ, необходимо е да се вземе предвид, че априори нямаме представа колко гени участват в контрола на заболяването и как са разположени в генома. Следователно е необходимо или предварително да се намали генетичното разнообразие в изследваната популация, като се сегрегират според изследвания признак, използвайки генетични техники (което е възможно само при опити с животни), или да се скринира целият геном, използвайки статистически методи на количествената генетика, а не на менделската генетика, или да се комбинират тези техники. След разработването на методи за сканиране на генома, използващи PCR за микросателитни ДНК региони и статистическа обработка и интерпретация на резултатите, генетичният анализ на предразположеността към туберкулоза започва на ново ниво.

Гореспоменатите подходи наскоро бяха успешно приложени в генетични експерименти върху линейни мишки от две групи изследователи. Група автори от Централния изследователски институт по туберкулоза към Руската академия на медицинските науки, заедно с колеги от Центъра за изследване на резистентността на гостоприемника в университета Макгил (Монреал, Канада) и Кралския институт в Стокхолм, бяха първите, които проведоха геномен скрининг за наследяване на тежестта на заболяването, причинено от интравенозно приложение на висока доза щам M. tuberculosis H37Rv при мишки. Линиите A/Sn (резистентна) и I/St (чувствителна) бяха използвани като родителски линии с противоположна чувствителност към туберкулоза. Установена е надеждна връзка на чувствителността при женските с поне три различни локуса, разположени на хромозоми 3, 9 и 17. Съвсем наскоро беше показана и връзка с локуси в проксималната част на хромозома 9 и централната част на хромозома 17 при мъжките. Най-силната връзка с чувствителността е установена за локуса на хромозома 9. Друга група изследователи в Съединените щати скринира генома на мишката, за да определи модела на наследяване на признака на чувствителност при щам Erdman на M. tuberculosa. В комбинация от линиите мишки C57BL/6J (резистентен в техния модел) и C3HeB/FeJ (чувствителен), при анализа на F2 хибриди и след това на BC1 потомство е картиран локус в централната част на хромозома 1, контролиращ тежестта на заболяването. След първоначалното картографиране е постигната по-прецизна локализация на локуса с помощта на рекомбинационен анализ и е установен неговият ефект върху такъв важен фенотипен белег като тежестта на грануломатозното увреждане на белодробната тъкан при обратно кръстосани мишки (поколение BC3), т.е. след като генетичното разнообразие сред изследваните животни е значително намалено с помощта на генетични техники. Важно е да се отбележи, че картираният локус, обозначен като sst1 (податливост към туберкулоза 1), въпреки че е разположен на хромозома 1, очевидно не е идентичен с локуса NRAMP1. Това се доказва както от локализацията му върху хромозомата, така и от факта, че мишките C57BL/6 носят алела за чувствителност към BCG за гена NRAMP1, но алела за резистентност към M tuberculosis за локуса sst1.

Публикуваните през последните години данни за наличието в генома на мишката на локуси, които фундаментално влияят върху характера на туберкулозния процес, ни позволяват да се надяваме на значителен напредък в тази област и в анализа на генетичната предразположеност при хората. Фантастично бързият напредък в геномния анализ най-вероятно ще позволи много бързото преминаване от генетиката на туберкулозата при мишките към генетиката на човешката туберкулоза, тъй като пълната последователност на генома както при хората, така и при мишките е практически дешифрирана.

Взаимодействие между макрофаги и микобактерии

Макрофагите играят изключително важна роля в защитата срещу туберкулозна инфекция, както във фазата на разпознаване на антигена, така и на елиминирането на микобактериите.

След като микобактериите навлязат в белите дробове, ситуацията може да се развие по четири основни модела:

• първичният отговор на гостоприемника може да е достатъчен за пълното елиминиране на всички микобактерии, като по този начин се елиминира възможността за туберкулоза;
• В случай на бърз растеж и размножаване на микроорганизми се развива заболяване, известно като първична туберкулоза;
• при латентна инфекция заболяването не се развива, но микобактериите персистират в организма в така нареченото латентно състояние и тяхното присъствие се проявява само под формата на положителна кожна реакция към туберкулин;
• В някои случаи микобактериите са способни да преминат от латентно състояние към фаза на растеж, а латентната инфекция се замества от реактивиране на туберкулозата.

Първата линия на защита срещу инфекция, след като микобактериите достигнат долните дихателни пътища, са алвеоларните макрофаги. Тези клетки са способни директно да потискат растежа на бактериите, като ги фагоцитират. Те също така участват в широк спектър от клетъчни реакции на противотуберкулозния имунитет - чрез представяне на антиген, стимулиране на натрупването на Т-лимфоцити на мястото на възпалението и др. Важно е да се отбележи, че специфичните механизми на свързване на вирулентните и относително авирулентните щамове на микобактериите с фагоцитите могат да се различават.

Има достатъчно доказателства, които показват, че процесът на образуване на вакуоли или фагозоми по време на взаимодействието на M. tuberculosis с моноядрен фагоцит се осъществява чрез прикрепването на микроорганизма към комплементни рецептори (CR1, CR3, CR4), манозни рецептори или други рецептори на клетъчната повърхност. Взаимодействието между манозните рецептори на фагоцитните клетки и микобактериите се осъществява, очевидно, от гликопротеина на клетъчната стена на микобактериите - липоарабиноманан.

Цитокините от Т-хелперите тип 2 - простагландин Е2 и IL-4 - стимулират експресията на CR и MR, а IFN-γ, напротив, потиска експресията и функцията на тези рецептори, което води до намаляване на адхезията на микобактериите към макрофагите. Продължават да се натрупват и данни за участието на рецепторите за повърхностноактивни протеини в прикрепването на бактериите към клетките.

Ролята на молекулата CD14 (фагоцитен маркер) беше демонстрирана с помощта на модел на взаимодействие между микобактерии и микроглия, резидентни фагоцити на мозъчната тъкан. Установено е, че антителата срещу CD14 предотвратяват инфекцията на микроглиални клетки с вирулентния лабораторен щам H37Rv. Тъй като молекулата CD14 не прониква през клетъчната мембрана и следователно няма директен контакт с цитоплазмата, тя не е в състояние да предава индуцирания от липопротеините сигнал самостоятелно, а се нуждае от корецептор, за да активира вътреклетъчните пътища за предаване на сигнала. Най-вероятните кандидати за такива корецептори са представители на семейството Toll-подобни рецептори. Микробните липопротеини, чрез активиране на тези рецептори, могат, от една страна, да потенцират защитните механизми на организма гостоприемник, а от друга страна, да причинят увреждане на тъканите чрез индуциране на апоптоза. В същото време апоптозата е способна да инхибира имунния отговор чрез елиминиране на клетки, участващи в имунните реакции, като по този начин намалява увреждането, причинено на тъканите.

В допълнение към гореизложеното, изглежда доста вероятно, че значителна роля в процеса на прикрепване на микобактериите към фагоцитните клетки играят така наречените „чистачи“ рецептори, които са разположени на повърхността на макрофагите и имат афинитет към редица лиганди.

Съдбата на M. tuberculosis след фагоцитоза е потискане на растежа му от макрофагите. След навлизане във фагозомата, патогенните бактерии са изложени на редица фактори, насочени към тяхното унищожаване. Такива фактори включват сливане на фагозомата с лизозоми, синтез на реактивни кислородни радикали и синтез на реактивни азотни радикали, особено азотен оксид. Смъртта на микобактериите вътре в макрофага може да настъпи по няколко механизма в резултат на сложни цитокин-медиирани взаимодействия между лимфоцити и фагоцити. Възможно е способността на микобактериите да избягват токсичните ефекти на реактивните кислородни и азотни радикали да е ключова стъпка в прехода към латентния стадий на инфекцията. Способността на макрофага да потиска растежа на M. tuberculosis зависи значително от етапа на клетъчно активиране (поне частично) и от баланса на цитокините (предимно, вероятно, тромбоцитен растежен фактор алфа (TGF-α) и IFN-γ).

Важен компонент от механизма на антимикобактериалната активност на макрофагите е очевидно апоптозата (програмирана клетъчна смърт). В модела на култивиране на M.bovis BCG в моноцити е показано, че апоптозата (но не и некрозата) на макрофагите е съпроводена с намаляване на жизнеспособността на фагоцитираните микобактерии.

Ролята на Т-лимфоцитите в противотуберкулозния имунитет

Известно е, че Т-лимфоцитите са основният компонент на придобития имунитет при туберкулозна инфекция. Имунизацията на опитни животни с микобактериални антигени, както и протичането на туберкулозната инфекция, са съпроводени с генерирането на антиген-специфични лимфоцити CD4 ⁺ и CD8 ⁺.

Дефицитът на CD4 и, в по-малка степен, на CD8 лимфоцити, наблюдаван при мишки с нокаут на CD4, CD8, MHCII, MHCI гени, както и при прилагане на антитела, специфични за CD4 или CD8 антигени, води до значително намаляване на резистентността на мишките към инфекция с M. tuberculosis. Известно е, че пациентите със СПИН, които се характеризират с дефицит на CD4 ⁺ лимфоцити, имат изключително висока чувствителност към туберкулоза. Относителният принос на CD4 ⁺ и CD8 ^{+ лимфоцитите към защитния имунен отговор може да се променя в различните етапи на инфекцията. Така, в белодробните грануломи на мишки, заразени с M. bovis BCG, CD4+} T лимфоцитите преобладават в ранните етапи на инфекцията (2-3 седмици), докато съдържанието на CD8 ⁺ лимфоцити се увеличава в по-късните етапи. По време на адоптивния трансфер CD8 ^{+ лимфоцитите, особено тяхната CD44hl} субпопулация, имат висока защитна активност. В допълнение към CD4 ⁺ и CD8 ⁺ лимфоцитите, други лимфоцитни субпопулации, по-специално γδ и CD4 ⁺ CD8 ^{+ лимфоцити,}, ограничени от неполиморфни молекули от MHC клас CD1. също, очевидно, допринасят за защитния имунитет срещу туберкулозна инфекция. Механизмите на ефекторното действие на Т-лимфоцитите се свеждат главно до производството на разтворими фактори (цитокини, хемокини) или цитотоксичност. При микобактериални инфекции се наблюдава преобладаващо образуване на Т1, чиито характерни черти са производството на цитокини IFN-γ и TNF-α. И двата цитокина са способни да стимулират антимикобактериалната активност на макрофагите, което е основно отговорно за защитния ефект на CD4 лимфоцитите. Освен това, IFN-γ е способен да потиска тежестта на възпалителните реакции в белите дробове и по този начин да намалява тежестта на туберкулозната инфекция. TNF-α е необходим за образуването на грануломи, пълното сътрудничество на макрофагите и лимфоцитите и защитата на тъканите от некротични промени. В допълнение към защитния си ефект, TNF-α има и "патологичен" ефект. Производството му може да доведе до треска, загуба на тегло и увреждане на тъканите - симптоми, характерни за туберкулозната инфекция. Т-лимфоцитите не са единственият източник на TNF-α. Основните му продуценти са макрофагите. Ефектът на TNF-α до голяма степен се определя от нивото на производство на други цитокини от тип 1 и 2 във фокуса на възпалението. В условия на преобладаващо производство на цитокини от тип 1 и липса на производство на цитокини от тип 2, TNF-α има защитен ефект, а при едновременно производство на цитокини от тип 1 и 2 - разрушителен. Тъй като, както бе отбелязано по-горе, микобактериите стимулират предимно Т1 лимфоцити, протичането на микобактериалните инфекции обикновено не е съпроводено с увеличаване на производството на IL-4 и IL-5. В същото време, при тежки форми на инфекция, както и в късните ѝ стадии, може да има локално и системно увеличение на производството на IL-4 и IL-5. Дали повишеното производство на цитокини от тип 2 е причина за по-тежка туберкулозна инфекция или е следствие от нея, не е ясно.

Цитотоксичност спрямо инфектираните целеви клетки се проявява както от CD8 ⁺ клетки, така и от „некласически“ CD8 ⁺ лимфоцити, ограничени от CDlb молекули, CD4 ⁺ CD8 ⁺ лимфоцити и CD4 ⁺ лимфоцити. Значението на цитотоксичността в защитата срещу туберкулоза се посочва от намаляването на цитотоксичната активност на CD8 ⁺ лимфоцитите и съдържанието на перфорин при пациенти с туберкулоза в сравнение със здрави донори. Важно е да се отговори на въпроса как лизисът на инфектираните целеви клетки може да повлияе на хода на инфекциозния процес: води ли до намаляване на интензивността на размножаване на микобактерии, които са вътреклетъчни паразити, или, напротив, насърчава освобождаването на микобактерии от инфектираните макрофаги и инфекцията на нови клетки. Данните на S. Stronger (1997) изглежда могат да допринесат за разбирането на този проблем. Авторите показват, че цитотоксичните лимфоцити съдържат гранулизинови молекули, които имат бактерициден ефект върху микобактериите. За да проникне гранулизинът в инфектираните клетки, лимфоцитите трябва да секретират протеини, които образуват пори в мембраната на целевите клетки. По този начин, за първи път, бяха получени данни за директното унищожаване на микобактерии (в макрофагите) от Т-лимфоцити, като по този начин се демонстрира възможността за директно участие на Т-лимфоцитите в защитата срещу микобактериални инфекции.

Регулация на Т-клетъчния имунен отговор

Отговорът на Т-лимфоцитите и производството им на ефекторни цитокини се регулират от цитокини, продуцирани от антиген-представящи клетки, включително инфектирани макрофаги. IL-12 измества диференциацията на Т-лимфоцитите към образуването на Th1 клетки и стимулира производството на IFN-γ. Инфекцията на мишки с IL-12 ^% M.bovis BCG води до прогресивно развитие на инфекцията, повишено разпространение на микобактерии и е съпроводена с липса на образуване на грануломи в белите дробове. При мишки с IL-12p40 ^%, инфектирани с M. tuberculosis, се наблюдава неконтролиран растеж на микобактерии, свързан с нарушение както на естествената резистентност, така и на придобития имунитет и причинен от значително намаляване на производството на провъзпалителни цитокини IFN-γ и TNF-β. Обратно, прилагането на рекомбинантен IL-12 на мишки, последвано от инфекция с M. tuberculosis Erdmann, води до повишаване на тяхната резистентност към инфекция.

IL-10 е регулаторен цитокин, който стимулира развитието на хуморални имунни реакции и потиска много реакции на клетъчния имунитет. Смята се, че ефектът на IL-10 върху Т-клетъчния отговор може да бъде медииран от действието му върху макрофагите: IL-10 инхибира представянето на антигени от макрофагите и потиска синтеза на провъзпалителни цитокини TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 и IL-12, GM-CSF, G-CSF от макрофагите. IL-10 има и антиапоптотичен ефект. Такъв спектър на действие, изглежда, би трябвало да определи значителния ефект на IL-10 върху интензивността на противотуберкулозния имунитет, но данните за зависимостта на защитния имунитет от производството на IL-10 са изключително противоречиви.

TGF-β е уникален фактор за потискане на клетъчния имунитет. Нивото му на производство корелира с тежестта на туберкулозата, а прилагането на анти-TGF-β антитела или естествени TGF-β инхибитори на мишки, заразени с M. tuberculosis, коригира намаления Т-клетъчен отговор.

Трябва да се отбележи, че ефекторната роля на Т-лимфоцитите не се ограничава само до производството на цитокини и клетъчна цитотоксичност. Други процеси, протичащи по време на установяването на директен контакт между Т-лимфоцитите и макрофагите, както и производството на хемокини от Т-лимфоцитите, могат да допринесат значително за развитието на локални възпалителни реакции. Последните, от своя страна, се причиняват не само от реакцията на макрофагите и Т-лимфоцитите. Неутрофили, еозинофили, фибробласти, епителни и други клетки могат да бъдат активни участници в процесите, протичащи в белите дробове по време на туберкулозна инфекция.

Морфологичните изследвания на процеса на образуване на грануломи, както и резултатите от определяне на динамиката на формирането на специфичен Т-клетъчен отговор, позволяват, според нас, да се разграничат няколко етапа на взаимодействие на микобактериите с макроорганизма. Първият се характеризира с прогресивна пролиферация на микобактерии при липса на специфичен отговор на Т-лимфоцитите и продължава около 2-3 седмици. Вторият настъпва след образуването на зрели Т-лимфоцити и се характеризира със стабилизиране на микобактериалния растеж. Като правило, това е последвано от етапа на декомпенсация, който съвпада във времето с разрушаването на лимфоидните образувания и появата на некротични промени в белите дробове. Ефектът на ваксината може да се дължи на намаляване на първата фаза на отговора.