Формирование иммунитета при туберкулезе
Иммунная система человека защищает от действия вирусов, бактерий, патогенных микроорганизмов. Выполняет регуляторные функции, способствует обновлению отмерших клеток. Сохраняет целостную работу всего организма, нейтрализует агрессивное действие опасных веществ (солей тяжелых металлов, консервантов). Иммунитет при туберкулезе имеет свои особенности, заражение бактериями приводит к необратимым изменениям.
Организм человека относительно устойчив к этому заболеванию. Не каждое заражение завершается развитием патологии, но вероятность прогрессирующего течения достаточно высока. Последствиями является резкое снижение иммунных показателей. Увеличиваются лимфатические узлы, наблюдаются изменения в составе крови, общее недомогание – основные признаки инфицирования.
Что такое иммунитет?
Способность организма ликвидировать возбудителя, предупредив развитие заболевания, и называется иммунитетом. Естественная сопротивляемость препятствует развитию патологических изменений, каждый раз встречаясь с инфекцией. Степень природной резистентности (противодействия) определяет последствия для систем и органов при проникновении палочки Коха.
В ранний период происходит распространение микобактерий по всему организму. Первичный воспалительный очаг развивается преимущественно в легких, но может поражать лимфатические узлы, почки, кости, пищеварительную систему.
Что влияет на степень резистентности:
- защитные свойства целостных кожных покровов и слизистых оболочек;
- антимикробная гуморальная система, включающая специфические белки и ферменты;
- фагоцитирующие клетки (макрофаги) – уничтожают вирусы, бактерии, отмирающие клетки, путем поглощения (фагоцитоза), один из основных инструментов иммунитета, имеют решающее значение в борьбе с инфекцией.
При нормальном состоянии иммунной системы, после попадания в организм микобактерии будут подавляться защитными клетками. Если степень противодействия снижена, инфекция будет активно проявлять свое действие, приводить к воспалениям и разрушениям тканей.
к содержанию ↑
Влияние туберкулеза на иммунитет
к содержанию ↑
Роль макрофагов
Клетки макрофаги играют важную роль не только на этапе распознания инфекции. Принимают активное участие в процессе уничтожения, пожирания микобактерий. При проникновении туберкулезной палочки, активизируются альвеолярные макрофаги. Они подавляют рост патогенных микроорганизмов, выводят их из организма.
Влияние макрофагов при первичном заражении:
- При высоких показателях иммунной системы специфические клетки могут полностью нейтрализовать бактерии туберкулеза, поглотив их. Исключается возможность развития заболевания.
- При быстром увеличении количества палочки Коха развивается первичный туберкулез. Происходят небольшие изменения в тканях, и формируется устойчивый иммунитет к заболеванию. Человек является носителем, но состояние не прогрессирует. При ВИЧ-статусе, нарушении вакцинации БЦЖ, может развиться открытая форма туберкулеза.
- Латентное протекание характеризуются состоянием ожидания, при неблагоприятных условиях инфекция активируется. Наличие заражения проявляется только положительной реакцией на туберкулин.
- Реактивация бактерий приводит к развитию заболевания, происходит активное размножение патогенных микроорганизмов.
к содержанию ↑
Аллергия при туберкулезе
Искусственную иммунную реакцию можно получить при проведении туберкулиновых проб. Вводится ослабленный возбудитель, на который организм отвечает местной, очаговой или общей аллергией.
Типы аллергии при вакцинации от туберкулеза:
- нормергический – на коже появляется покраснение определенного размера после пробы Манту;
- гиперергическая – покраснение превышает более 17 мм, образуется нагноение, образуется красная линия от места введения до локтя, через неделю место введение вакцины темнеет;
- сопровождается общим ухудшением состояния – лихорадка, снижение аппетита, головная боль, тошнота, кожная сыпь.
Иммунная система активно реагирует на введение антигена, отсутствие реакции говорит об успешном выздоровлении.
к содержанию ↑
Фагоцитоз
Процесс, при котором особые клетки (фагоциты, в том числе и макрофаги), распознают патологические организмы, называется фагоцитозом. Кроме определения антигена, они пожирают и переваривают микобактерии.
Этапы защиты от туберкулеза:
- инфекция, попадая в организм, выделяет особые элементы (хемоаттрактанты), контактирующие с кровью, тканями;
- это приводит к возникновению сложных химических реакций, вызывающих воспаление, в свою очередь активизирует макрофаги;
- мигрирующие макрофаги, обнаружив патогенные клетки, направляются к очагу воспаления, включаются сотни процессов для защиты организма от туберкулеза;
- приблизившись к микобактерии, запускают отростки для распознавания патогенного агента, после идентификации, с помощью мембраны обволакивают все тело чужеродной частицы;
- как только мембрана замкнулась, бактерия оказывается в пузырьке (фагосоме);
- на этапе переваривания приближаются к микобактериям лизосомы, с помощью пищеварительных ферментов они расщепляют инфекцию;
- затем уничтоженный патогенный агент выводится из клетки, процесс фагоцитоза считается завершенным.
Не всегда эта цепочка заканчивается гибелью микобактерий, что приводит к заболеванию. При незавершенном фагоцитозе, проникшая в организм инфекция живет в фагосоме. На ранних стадиях заболевания активно формируются новые лимфоциты, способствуют успешному выздоровлению. Именно они запускают функции расщепления патогенных бактерий при условии проведения лечебной терапии.
При незавершенном фагоцитозе иммунная система не атакует собственные клетки, опасный возбудитель продолжает жить в организме. При прогрессирующем туберкулезе, клетки-защитники распознают, захватывают патогенные микобактерии, но не переваривают их, что усугубляет течение заболевания.
к содержанию ↑
Клетки эндотелия кровеносных сосудов
Специфические клетки, выстилающие кровеносные сосуды, способны адаптироваться к изменениям в организме. Они выделяют биологические вещества для реализации защитных процессов. Выполняют важнейшие функции, регулируют синтез лейкоцитов, являются барьером для проникновения патогенных микроорганизмов. Влияет эндотелий на образование туберкулезной гранулемы, участка активного действия ферментов для удаления бактерий туберкулеза. При снижении сопротивляемости к заболеванию, происходит прогрессирование воспаления. Развивается некроз тканей, расширяется площадь патологии. Особую опасность представляет эрозия кровеносных сосудов воспаленного участка, происходит перерождение легочной ткани. При образовании полости, кровь из поврежденного сосуда попадет в бронхи. Клетки эндотелия превращаются в фибропласты, гранулема рубцуется.
к содержанию ↑
Иммунологическая память
При заражении туберкулезом развивается иммунологическая память по классической схеме, как при встрече с любыми антигенами. Информация сохраняется Т- и В-клетками памяти в течение нескольких десятилетий. Поэтому для формирования защитной системы от инфекции не требуется наличие живых микобактерий. Благодаря Т- и В-лимфоцитам, организм защищен от повторных вторжений антигенов.
При первичной реакции часть лимфоцитов развивается в малые клетки иммунологической памяти. Они отличаются длительным жизненным циклом, специфичны к конкретной микобактерии. При вторичном инфицировании, иммунная система уже готова встретиться и нейтрализовать палочку Коха. Феномен иммунологической памяти широко используется в вакцинации. Для создания и поддержания защитной системы, профилактика проводится в 2-3 этапа.
Существует и противоположная реакция организма – иммунная толерантность. При введении антигена отсутствует реакция, не происходит формирование памяти. При повторной встрече с инфекцией, фагоциты не распознают агрессивные бактерии.
Заболеть туберкулезом можно даже при сформировавшейся иммунологической памяти. Способствует развитию патологических процессов образ жизни, а также хронические заболевания. Повышаются риски у людей перенесших корь, при сахарном диабете, аутоиммунных нарушениях. Оказывают влияние и пагубные привычки, снижают природные механизмы защиты употребление алкоголя, наркотиков, курение.
Последствия туберкулеза ослабляют иммунные свойства организма. Во время лечения, помимо медикаментозной терапии требуется уделить внимание восстановлению природной защиты. Качественное полноценное питание, коррекция гиповитаминоза, анемии позволят нормализовать биохимические процессы.
к содержанию ↑
Вывод
Естественная защита организма зависит от многих факторов, определяющих разную чувствительность к бактериям туберкулеза. Решающее значение имеет генетическая предрасположенность, также влияние оказывают общее состояние иммунитета. При поражении туберкулиновой палочкой, воспалительный процесс приводит к необратимым изменениям. Разрушение тканей влечет нарушение функций органов дыхания.
Кислородное дыхание отражается на всех системах и органах, опасные антигены разрушают иммунную систему. Предупредить развитие заболевания, можно повысив защитные свойства организма. Сбалансированное питание, режим дня, контроль показателей здоровья помогут избежать инфицирования.
Иммунитет — специфическая реактивность, способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих признаки генетической чужеродности; способность высших организмов распознавать, обезвреживать и элиминировать генетически чужеродные вещества; функция специализированной системы генетического наблюдения организма — иммунной системы (Р. В. Петров).
- Роль макрофагов
- Аллергия при туберкулезе
- Фагоцитоз
- Клетки эндотелия кровеносных сосудов
- Иммунологическая память
Иммунитет при туберкулезе существенно отличается от иммунитета при других инфекциях. Инфицирования микобактериями туберкулеза не всегда сопровождается развитием заболевания, свидетельствует о наличии естественной устойчивости к ним (естественный иммунитет). Она основывается на способности организма ликвидировать возбудителя заболевания и предотвратить болезни. Природный противотуберкулезный иммунитет неодинаково выражен у разных видов животных. Среди млекопитающих слабую резистентность имеют морские свинки, кролики, обезьяны; относительно устойчивые белые мыши, человек; всего устойчивые крысы и собаки.
Следствие инфицирования МБТ у животных с относительной естественной устойчивостью зависит от многих факторов: дозы и вирулентности МБТ, пути их проникновения, а главное — от степени резистентности. Доказательством наличия естественной резистентности у человека есть секционные данные, свидетельствующие о почти 100%-ную инфицированность МБТ взрослого населения, но известно, что заболевшие составляют всего доли процента. Это свидетельствует о том, что организм человека восприимчив к туберкулезной инфекции, но, в то же время, сравнительно устойчив. Существует естественная резистентность многих тканей организма человека к туберкулезной инфекции. Это подтверждается тем, что в ранний период инфицирования происходит генерализация МБТ по всему организму, однако первичное туберкулезное очаг развивается преимущественно в легких.
В основе естественной резистентности лежат неиммунологические феномены: защитное действие неповрежденной кожи и слизистых оболочек, физико-химические особенности тканей, антимикробные гуморальные факторы (лизоцим, плазмин, (3-лизин и др.). В механизме естественной резистентности особая роль отводится фагоцитирующим клеткам, особенно макрофагам. Для туберкулеза характерно внутриклеточное паразитирование возбудителя, но взаимодействие МБТ и макрофагов не всегда заканчивается разрушением микроба.
Роль макрофагов
Установлено, что в условиях макроорганизма только около 5% МБТ уничтожаются макрофагами, другие разрушаются частично или распространяются в организме макрофагами. Эта неспособность фагоцитоза способствует привлечению в процессе иммунизации большого количества лимфоидных клеток, но с другой стороны ведет к диссеминации МБТ. Следует отметить и тот факт, что МБТ могут разрушить макрофаги и затем подвергнуться повторному фагоцитированию. Макрофаги, сливаясь друг с другом, образуют гигантские клетки Пирогова-Лангханса, что является проявлением защиты организма против МБТ.
Итак, фагоцитоз является эффективным фактором противотуберкулезной защиты. Фагоцитарная активность неоднозначная у животных с разной природной устойчивостью: у резистентных лиц происходит более выраженное угнетение размножения МБТ, чем у чувствительных видов. Неспецифические по своей сути фагоцитарные клетки осуществляют и специфические функции: захватывают и переносят антиген к иммунокомпетентным клеткам и органам.
В ответ на вторжение МБТ в организме развиваются и специфические иммунологические изменения, определяющие приобретенный противотуберкулезный иммунитет. Доказательством развития иммунитета является эффективность применения вакцины БЦЖ, предложенной Кальмет и Гереном. Исследованиями многочисленных авторов доказано, что массовая вакцинация резко уменьшила заболеваемость туберкулезом. Приобретенный иммунитет возникает не только в результате вакцинации, но и в результате естественного инфицирования. Продолжается поствакцинальный иммунитет 5-6 лет. В механизме приобретенного иммунитета играют роль три основных феномена: повышенная чувствительность замедленного типа (ПЧСТ), антителообразования и фагоцитоз.
Повышенная чувствительность замедленного типа рассматривается большинством исследователей как основное звено в механизме противотуберкулезного иммунитета. ПЧСТ или туберкулиновая аллергия — классический пример инфекционной аллергии. Она заключается в повышенной чувствительности организма к повторному введению МБТ или продуктов их жизнедеятельности (туберкулин). ПЧСТ развивается не сразу после вакцинации или инфицирования, а через определенный период инкубации (аллергический период), продолжительность которого может колебаться от нескольких дней до нескольких месяцев и зависит от вида животных, способа заражения, дозы и вирулентности МБТ. У человека этот период составляет в среднем 2-3 месяца.
Аллергия при туберкулезе
Сущность аллергии при туберкулезе давно интересует исследователей. Еще в 1891 году Р. Кох описал отличие реакций организма на первичное и повторное проникновение микобактерий туберкулеза. Это различие стала основой классического феномена Коха. Сущность феномена: у здоровых морских свинок подкожное введение МБТ вызывает местную воспалительную реакцию, которая сопровождается генерализацией инфекции; у инфицированных животных повторное введение МБТ уже через несколько часов вызывает местное воспаление, быструю язву, заживает через несколько дней. Ткани инфицированного животного создают своеобразный барьер, который защищает организм. Эта барьерно-фиксирующая способность тканей инфицированного организма является проявлением аллергии, защищающий организм от повторного проникновения МБТ.
Следствие реакции зависит от степени повышенной чувствительности, которая определяется как дозой первичного инфекта, так и продолжительностью периода между первичным и повторным инфицированием. Имеет значение и количество МБТ при повторном инфицировании.
ПЧСТ при туберкулезе — тимус зависимый иммунологический феномен, который является специфическим. Главными клетками-эффекторами ПЧСТ являются Т-лимфоциты, кооперируются с В-клетками и макрофагами. Доказательством роли Т-лимфоцитов в реализации устойчивости к МБТ есть возможность пассивного переноса ПЧСТ от сенсибилизированных животных интактным. Считают, что развитие иммунитета при туберкулезе соединенный с функцией Т-хелперов 1-го типа и синтезом определенного профиля цитокинов — интерлейкин-2 (ИЛ), интерферон-у, ИЛ-12. Это определяет главную роль в иммунитете ПЧСТ. Однако нельзя отрицать и роли Т-хелперов 2-го типа, синтезирующих другие цитокины (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13) и усиливают антителообразования (синтез специфических антител). Эти типы иммунного ответа находятся во взаимной конкуренции, но не исключено их совместное участие в реализации специфического ответа на МБТ.
Выявление ПЧСТ возможно при проведении внутрикожной туберкулиновой пробы Манту. Она и сейчас не утратила своего диагностического значения, особенно для выявления поствакцинальных аллергии и виража, однако в настоящее время появились новые методы выявления ПЧСТ, основанные на определении реакции имунокомпетентных клеток на туберкулин: реакция бластной трансформации лимфоцитов (РБТЛ), ингибирования миграции лейкоцитов (НМЛ), цитотоксический эффект сенсибилизированных лимфоцитов на клетки-мишени (ЦТЛ).
Реакции, отражающие интенсивность ПЧСТ, наиболее выраженные на высоте вакцинного иммунитета как в эксперименте, так и у вакцинированных БЦЖ людей. ПЧСТ может быть подавлена применением препаратов, действующих на Т-лимфоциты. Преднизолон, имуран и другие приводят к резкому угнетению ПЧСТ и в свою очередь к ослаблению противотуберкулезного иммунитета и прогрессирования туберкулезной инфекции.
Гуморальные реакции. Также развиваются в организме человека в результате инфицирования МБТ.
Широкий спектр противотуберкулезных антител обусловлен сложностью антигенной структуры МБТ. При этом следует отметить низкий уровень антител при туберкулезе, несмотря на выраженные антигенные свойства МБТ. Считают, что ПЧСТ индуцируется белковыми компонентами, а антителообразования — как белковыми, так и липополисахаридный фракциями. Это является причиной разнообразия специфических противотуберкулезных антител. До сих пор не определена сущность антителообразования в механизме противотуберкулезной устойчивости. Четко установлено, что антителам не свойственный защитный эффект, то есть предварительное введение их здоровому животному не предотвращает развития туберкулезной инфекции.
Установлено, что специфические противотуберкулезные антитела способны усиливать фагоцитоз. Таким образом, преимущественно клеточный характер противотуберкулезного иммунитета дополняется гуморальным звеном, которая определяет кооперацию Т-, В-лимфоцитов и фагоцитирующих клеток.
Высокий уровень антител, который имеет место при хронических формах туберкулеза, может неблагоприятно влиять на течение туберкулезного процесса. Кроме того, доказано, что антитела участвуют в комплексообразовании, высокий уровень которого нарушает трофику тканей и способствует их некротизуванию. Существует зависимость частоты выявления антител в продолжительности туберкулезного процесса. Антитела определяются чаще всего у больных с фиброзно-кавернозной формой процесса, и значительно реже — у лиц с «малыми» формами. На основании этих данных можно сделать вывод, что антитела при туберкулезе свидетельствуют о продолжительности антигенного воздействия.
Фагоцитоз
В противотуберкулезной защите очень велика роль фагоцитов, особенно макрофагов, тесно взаимодействуют с лимфоцитами. Сенсибилизированные лимфоциты осуществляют специфическое влияние на макрофаги с помощью синтезируемых ими цитокинов, благодаря чему макрофаги и другие фагоцитирные клетки привлекаются в очаг повторного вторжения МБТ, усиливается их способность к перевариванию гиоглиненю МБТ, подавляется рост МБТ в очаге воспаления. Этот эффект лимфоцитов специфический.
В свою очередь контакт фагоцитирующих клеток с МБТ сопровождается синтезом цитокинов (провоспалительного, противовоспалительного действия), которые обеспечивают клеточную взаимодействие при развитии реакций противотуберкулезного иммунитета. В макрофагах резко усиливаются метаболические процессы, ферментативная активность (гидролазы, протеазы, фосфолипазы и др.). Макрофаги неоднородны по своей значимости. Некоторые осуществляют активный фагоцитоз или выполняют синтетическую функцию, обеспечивающую межклеточное взаимодействие. Существенная роль уделяется их способности к выводу иммунных комплексов из организма.
Результат взаимодействия между МБТ и макрофагами зависит от функционального состояния последних, а именно от их способности синтезировать гидролитические ферменты, цитокины, метаболиты кислорода. Угнетение фагоцитарной и секреторной способности макрофагов, еще может иметь место при иммунодефицитных состояниях различного генеза (облучение, интоксикация, иммуносупрессивная терапия и т.д.), способствует персистенции МБТ.
Клетки эндотелия кровеносных сосудов
В развитии иммунного ответа на МБ1 участвуют и клетки эндотелия кровеносных сосудов, выделяют биологически активные вещества: адгезивные молекулы, различные цитокины факторы роста. Они обеспечивают взаимодействие эндотелия с другими клеточными элементами (Т-лимфоциты, макрофаги, нейтрофилоциты, тромбоциты). В последние годы клеткам эндотелия отводится существенная роль как в реализации защитных реакций, так и в иммунопатологических процессах.
Состояние, возникающее после вакцинации БЦЖ или после первичного инфицирования, не определяет абсолютной устойчивости против МБТ. Интенсивность противотуберкулезной защиты зависит как от характера антигенного воздействия (вид возбудителя, вирулентность, массивность) так и от состояния макроорганизма, в первую очередь от состояния иммунной системы (наличия врожденного иммунодефицита), а также факторов, которые могут вызвать вторичную ее дефектность: облучение, употребление имуноденресантов, интоксикация. Играют роль другие факторы: состояние нервной, эндокринной систем, характер обменных процессов и др.
Долгое время считалось, что иммунитет при туберкулезе носит «нестерильный» характер. Это основывалось на том, что для поддержания иммунитета необходимо обязательные наличие в организме МБТ или их субстанций. Однако исследования многих авторов к вели, что для поддержания иммунитета наличие живых микроорганизмов не нужно.
Иммунологическая память
Это сохранение антигенных детерминант на клеточных элементах крови и в сыворотке крови (М. М. Авербах). В механизме поддержки иммунитета этот феномен играет большую роль.
Серьезной проблемой фтизиатрии является широкое инфицирование практически здорового населения; большинство лиц туберкулинпозитивные, что свидетельствует о наличии персистирующей туберкулезной инфекции. Очень важное значение имеет выявление среди них групп риска, в которых возможно развитие заболевания. Нужны критерии определения активации старых очагов, в которых могут храниться МБТ в той или иной форме.
Многие авторы связывают заболевания туберкулезом и реактивации туберкулезной инфекции со снижением естественной сопротивляемости и приобретенного противотуберкулезного иммунитета. В клинике нет возможности оценить состояние иммунной системы к заболеванию, поэтому нельзя с полной достоверностью совместить развитие патологии с начальными нарушениями иммунной системы.
Однако известно, что более высокая заболеваемость туберкулезом встречается у больных диабетом, у переболевших корью, у ВИЧ-инфицированных, то есть у лиц с нарушениями в иммунной системе. Проблема иммунодефицита актуальна также потому, что значительно увеличивается число больных туберкулезом среди лиц, злоупотребляющих наркотиками.
Различная степень естественной устойчивости к туберкулезной инфекции различных видов животных и человека связана с генетическими факторами, определяющими разную склонность к заболеваемости разных людей. Выполнено достаточно много исследований, доказавших ассоциации генов НLА-системы с устойчивостью к туберкулезу. Показано, что неблагоприятное течение туберкулезного процесса чаще встречается у лиц с БК-2 антигенами, благоприятный — с ОК.-3. Гены НLА-комплекса I и II классов являются важными факторами, определяющими патогенез туберкулеза, контролируя устойчивость и восприимчивость к туберкулезной инфекции.