Patogenesen av tuberkulos

Utvecklingen av tuberkulosinflammation beror på organismens reaktivitet och dess försvarsstatus, virulensen hos mykobakterier tuberkulos och hur länge de kvarstår i lungorna. Verkan av olika faktorer i den infektiösa processen kan förklara den stora mångfalden av vävnads- och cellreaktioner i andningsvägarna, där specifika förändringar kombineras med ospecifika, och på ett eller annat sätt påverkar manifestationen och resultatet av huvudprocessen.

Varje stadium är en komplex uppsättning strukturella förändringar i olika kroppssystem och andningsorgan, åtföljda av djupgående förändringar i metaboliska processer, intensiteten av metaboliska reaktioner i andningsvägarna, och återspeglas i det morfofunktionella tillståndet hos dess cellulära och icke-cellulära element. Av stor betydelse är studiet av de tidigaste mekanismerna för utveckling av tuberkulös inflammation, som etablerats under senare år.

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

Mikrocirkulationsstörningar och tillståndet hos den aerohematiska barriären

Inom 24 timmar efter intravenös administrering av Mycobacterium tuberculosis i mössens lungor sker karakteristiska förändringar i mikrocirkulationsbädden: expansion av de vaskulära kapillärnätverksprofilerna, slambildning av erytrocyter med parietal anordning av polymorfonukleära leukocyter kan observeras. Elektronmikroskopisk analys av endotelbeklädnaden i lungkapillärerna avslöjar aktivering av cellernas luminala yta, tecken på utveckling av intracellulärt ödem med desorganisation av mikropinocytiska vesiklar och deras sammansmältning till stora vakuoler. Områden med ödematös, renad cytoplasma av endotelocyter bildar bitvis segelformade utbuktningar, som varierar i mängd och storlek i olika mikrokärl. I vissa fall observeras lokal exfoliering av deras cytoplasmatiska utskott från det underliggande basala lagret, lossning och förtjockning av det senare.

Oavsett metod för införande av tuberkulosmykobakterien observeras i alla modellexperiment under de första 3-5 dagarna en ökning av permeabiliteten hos den aerohematiska barriären, vilket framgår av ansamling av vätska i interstitiet, utveckling av intracellulärt ödem inte bara hos endotelocyter, utan även hos alveolocyter av den första typen (A1). Förändringarna påverkar deras cytoplasmatiska processer, där områden med klar, ödematös cytoplasma uppträder, som kan bukta ut i det intraalveolära utrymmet.

På platser med generalisering av Mycobacterium tuberculosis och utveckling av pneumoniska foci, bildande av primära granulomatösa ansamlingar av mononukleära celler och polymorfonukleära leukocyter, bestäms A1 med starkt förtjockade, ställvis förstörda cytoplasmiska processer, områden med exponerat basalmembran. I många alveolocyter av den andra typen (A2) uppstår svullnad av apikala mikrovilli, ojämn expansion av mitokondriella profiler och cytoplasmiskt retikulum. Hyperhydrering av det alveolära epitelet åtföljs ställvis av frisättning av vätska, plasmaproteiner och cellulära inflammationselement i det intraalveolära utrymmet.

Moderna studier av mikrocirkulationen har fastställt kärlsystemets ledande roll i utvecklingen av de initiala faserna av inflammation. Stimulerad av cytokiner utsöndrar endotelet biologiskt aktiva substanser - adhesiva molekyler (selektiner, integriner), olika mediatorer (arakidonsyrametaboliter) och tillväxtfaktorer, syreradikaler, kväveoxid, etc., vilket ger interaktion mellan endotelet och polymorfonukleära leukocyter, såväl som mellan andra cellulära element i inflammationen. Det har fastställts att L-selektin medierar den så kallade "rullande neutrofil"-effekten, vilket är det initiala steget för dessa cellers adhesion till endotelet. En annan typ av selektin, P-selektin, efter effekten av histamin eller syrmetaboliter på endotelceller, translokeras till deras yta, vilket underlättar adhesionen av neutrofiler. E-selektin detekteras också på ytan av cytokinaktiverade endotelceller; det är involverat i processen för interaktion mellan endotelet i postkapillära venoler och T-lymfocyter.

Cytokiner som utsöndras av mono- och polynukleära celler orsakar strukturell omstrukturering av cytoskelettet i endotelceller, vilket leder till deras kontraktion och ökad kapillärpermeabilitet. I sin tur kan passagen av polymorfonukleära leukocyter genom blodkärlens väggar åtföljas av dess skada och ökad permeabilitet för vätske- och plasmaproteiner, och en förändring i sammansättningen eller aktiviteten hos adhesiva molekyler leder till ökad migration av monocyter och lymfocyter, vilket säkerställer ytterligare utveckling av den inflammatoriska reaktionen. Det uppstår i andningsorganen som svar på införandet av Mycobacterium tuberculosis och påverkar alla strukturer i andningsområdet.

Under bildandet och mognaden av tuberkulösa granulom, dvs. i det andra utvecklingsstadiet av den specifika processen, ökar störningar i strukturen hos de interalveolära septa. Ödem, cellproliferation och fibrillogenes i interstitiet förändrar avsevärt det morfofunktionella tillståndet hos respiratoriskt epitel, särskilt nära fokus för den inflammatoriska reaktionen. Störningar i mikromiljön och alveolocyternas vitala aktivitet påverkar negativt det funktionella tillståndet hos den aerohematiska barriären och gasutbytet i lungorna.

Tillsammans med de redan noterade förändringarna i de interalveolära septa i ödemzonen uppmärksammas uttalade destruktiva förändringar i det alveolära epitelet, vilka kan spåras över en betydande del av det. De påverkar båda typerna av alveolocyter och har en riktning - ödematös svullnad av intracellulära organeller, vilket leder till dysfunktion och därefter celldöd. Fragment av förstörda alveolocyter, inklusive A2, kan detekteras i det intraalveolära innehållet. Makrofagelement, polymorfonukleära leukocyter, samt ett betydande antal erytrocyter och eosinofiler, vilket återspeglar den höga permeabiliteten hos kapillärnätverket, finns också här. Fibrintrådar och deras konglomerat bestäms bland de förstörda cellerna.

I de lufthållande alveolerna kan man också observera tecken på ödem i vävnaden och cellstrukturerna i den interalveolära septan. Dessutom sker bubbelbildningsprocesser på ytan av det alveolära epitelet, vilket återspeglar de initiala stadierna av förstörelse av den aerohematiska barriären och "översvämning" av alveolerna. I det sista skedet av utvecklingen av tuberkulös inflammation observeras en progressiv ökning av dystrofiska och destruktiva förändringar i de strukturella komponenterna i lungans terminala sektioner, särskilt i områden av lungparenkymet som gränsar till kaseös-nekrotiska fokus eller fokus för tuberkulös lunginflammation. Mikrocirkulationsstörningar är utbredda.

Transkapillär passage av plasmaproteiner i blodet främjar inträdet av cirkulerande immunkomplex (CIC) i lungans interstitium, vilket främjar utvecklingen av både immunologiska och sekundära immunopatologiska reaktioner i det. De senares roll i patogenesen av tuberkulos har bevisats och orsakas av intrapulmonell avsättning av CIC, en defekt i fagocytsystemet och en obalans i produktionen av cytokiner, som reglerar intercellulära interaktioner.

Arean av luftpulmonellt parenkym reduceras till 30% av sektionsarean, dess områden alternerar med områden med uttalat intraalveolärt ödem, distelektas och atelektas, emfysematös expansion av alveolerna. Trots den progressiva karaktären av utvecklingen av obehandlad tuberkulös inflammation, sker kompensatoriska och återställande processer i lungparenkymet fritt från foci. Som våra studier har visat, i den perifokala inflammationszonen, är den funktionella aktiviteten hos A2 huvudsakligen inriktad på att upprätthålla integriteten hos det alveolära epitelet, återställa A1-populationen, som är mest känslig för tuberkulösa processfaktorers verkan. Att A2 deltar i regenereringsprocesser som en cellulär källa till respiratoriskt epitel är allmänt erkänt idag. En markant ökning av A2:s proliferativa aktivitet i dessa zoner indikeras av detektionen av 6-10 unga alveolocyter belägna i närheten - "tillväxtknoppar" med en enhetlig välutvecklad kärnstruktur, ett betydande innehåll av mitokondrier och polyribosomer i cytoplasman, ett litet antal sekretoriska granuler. Ibland kan mitotiska figurer ses i dessa celler. Samtidigt är alveolocyter av mellanliggande typ, som återspeglar omvandlingen av A2 till A1, extremt sällsynta. Organets gasutbytesfunktion upprätthålls på grund av alveolär hypertrofi, bildandet av tillväxtpunkter och omvandlingen av A2 till A1 i avlägsna områden av lungparenkymet. Ultrastrukturella tecken på A2:s aktiva sekretoriska funktion observeras också här.

Dessa data korrelerar med resultaten från elektronmikroskopisk undersökning av alveolärt epitel i kirurgiskt material. Hos patienter med läkning av tuberkulosinfektionsfokus bildas adenomatösa strukturer som liknar alveolära kanaler. Cellerna som bekläder dem har en A2-ultrastruktur, vilket bevarar enskilda sekretoriska granuler. Det är karakteristiskt att omvandlingen av A2 till A1 inte sker (alveolocyter av mellanliggande typ detekteras inte), vilket inte gör att dessa strukturer kan klassificeras som nybildade alveoler, vilket noterats av vissa författare.

Processerna för återställande av andningsepitelet, bildandet av övergångsalveolocyter observeras endast i det mer avlägsna lungparenkymet, där nodulära utväxter av alveolocyter motsvarande "tillväxtknoppar" bestäms. Lungornas huvudsakliga gasutbytesfunktion utförs också här, cellerna i den aerohematiska barriären har en välutvecklad ultrastruktur med ett stort antal mikropinocytiska vesiklar.

Studien av olika modeller av tuberkulös inflammation visade att utvecklingen av specifik inflammation i lungorna inte bara är förknippad med vissa destruktiva förändringar i andningsvägarna direkt i infektionsfokus, utan påverkar hela lungparenkymet, där tecken på nedsatt mikrocirkulation observeras. Ökad permeabilitet hos kärlen i de interalveolära septa. Med utvecklingen av den inflammatoriska processen ökar fenomenet ödem, vilket påverkar alveolocyternas tillstånd, särskilt A1. Lumen i många alveoler är delvis eller helt fyllda med vätska och cellulära element av inflammation. Hypoxi och fibrösa förändringar i de interalveolära septa påverkar gasutbytesfunktionen hos den aerohematiska barriären, vilket leder till utveckling av andningssvikt och död hos försöksdjur.

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

Lungmakrofagernas roll

Lungmakrofager är en del av det mononukleära fagocytsystemet, som är gemensamt för hela kroppen och härstammar från pluripotenta stamceller i benmärgen. Under stamcellsdelning produceras monocytprekursorer - monoblaster och promonocyter. Monocyter cirkulerar i blodet och går delvis in i lungornas interstitiella vävnad, där de kan förbli inaktiva under en tid. I närvaro av differentieringsinducerare aktiveras de, rör sig till ytan av luftvägs- och bronkialepitelet, där de genomgår flera mognadsstadier och förvandlas till alveolära respektive bronkialmakrofager. Huvudfunktionen hos dessa celler - absorptiv - är förknippad med deras förmåga att fagocytera främmande material. Som en av faktorerna för kroppens naturliga motståndskraft skyddar de de områden i lungorna som är de första att komma i kontakt med mikrober och abiogena agens, dvs. de upprätthåller steriliteten hos lungornas epitelbeklädnad längs hela dess längd. Det mesta av det främmande materialet, såväl som fragment av förstörda cellulära element, bryts nästan helt ner efter konjugering av makrofagens fagosomala vakuol (nekrofag, hemosiderofag) med lysosomer som innehåller proteolytiska enzymer. Lungmakrofager kännetecknas av ett högt innehåll av surt fosfatas, ospecifikt esteras, katepsiner, fosfolipas A2 och enzymer från Krebs cykel, särskilt succinatdehydrogenas. Samtidigt är det känt att patogener från ett antal infektionssjukdomar, och framför allt M. tuberculosis, kan kvarstå under lång tid i cytoplasman hos alveolära makrofager, eftersom de har mycket resistenta cellväggar som motstår lysosomala enzymers verkan. I modellexperiment på obehandlade djur kan, trots den uttalade aktiveringen av surt fosfatas och andra hydrolaser, en viss proliferativ aktivitet hos Mycobacterium tuberculosis och bildandet av små koloniliknande kluster av patogenen observeras i cytoplasman hos alveolära makrofager.

Låg mikrobicidal aktivitet hos lungmakrofager är förknippad med organspecifika egenskaper hos fagocyter, eftersom de fungerar i en miljö med hög syrehalt. Energiprocesser i deras cytoplasma stöds huvudsakligen av oxidativ fosforylering av lipoproteiner, med vars katabolism en av huvudfunktionerna hos dessa celler, som är en del av det pulmonella surfaktantsystemet, är associerad. Energiutvinning, lokalisering av oxidativa processer påverkar mitokondriella systemet, vars utveckling korrelerar med fagocytens funktionella tillstånd. Superoxiddismutas är också lokaliserat här - ett antioxidantskyddande enzym som katalyserar nedbrytningen av singlettsyre som bildas under elektronernas passage längs andningskedjan. Detta skiljer fundamentalt lungmakrofager från polymorfonukleära leukocyter, som får syre och bioenergi huvudsakligen på grund av glykolys. I det senare fallet sker klyvningen av substratet direkt i cytosolen, och aktiverat syre och väteperoxid som bildas med hjälp av myeloperoxidas utgör den huvudsakliga bakteriedödande potentialen för verkan på bakterier.

Låg biociditet hos lungmakrofager kan betraktas som ett slags pris för anpassning till aeroba funktionsförhållanden. Tydligen bekämpar de därför tuberkulosmykobakterier tillsammans med polymorfonukleära leukocyter och exsudatmonocyter (de kallas även inflammatoriska makrofager). Patogenetiskt viktigt är att inte alla lungmakrofager som har fångat tuberkulosmykobakterier avlägsnas från lungorna med driften av surfaktant och bronkial sekretion - några av dem utvecklas i interstitiet, vilket är utlösande för bildandet av karakteristiska cellkluster - granulom.

När de tränger in i interstitiet, rikt på blodkärl, börjar lungmakrofager med ofullständig fagocytos producera inflammatoriska cytokiner, vilket aktiverar det intilliggande endotelet. På det senares membran ökar uttrycket av immunoglobuliner, med hjälp av vilket selektiv adhesion av monocyter utförs. Efter att ha lämnat kärlbädden omvandlas dessa celler till exsudatmakrofager, vilket producerar inflammatoriska mediatorer, vilket attraherar inte bara mono- utan även polynukleära celler till fokus.

Samtidigt kommer signalen för utveckling av en granulomatös reaktion från sensibiliserade T-lymfocyter - effektorer av fördröjd överkänslighet. Bland de lymfokiner som dessa celler börjar producera är faktorn som hämmar migrationen av monocyter och IL-2 av stor betydelse för granulomatogenesen. De accelererar inflödet och fixerar monocyter på infektionsstället, reglerar deras omvandling till fagocyterande, utsöndrande och antigenpresenterande makrofager.

Det bör betonas att lungornas granulomatösa reaktion vid tuberkulös inflammation, som en mekanism för cellulärt skydd av andningsorganen från penetration av patogenen, i slutändan återspeglar de mononukleära fagocyternas misslyckande med att bekämpa tuberkulosmykobakterier. Därför tvingas makrofager att ständigt proliferera (öka antalet populationer) och differentiera till större fagocyter (öka kvaliteten på proteolysen), vilka är jätteceller av främmande kroppstyp. I de senares fagosomer kan man under ett elektronmikroskop se inte bara tuberkulosmykobakterier, utan också stora apoptotiska celler, fragment av förstörda polymorfonukleära leukocyter. Samtidigt skiljer sig de ultrastrukturella tecknen på proteolytisk aktivitet (graden av utveckling av lysosomapparaten) i sådana fagocyter per ytenhet av cytoplasman inte signifikant från mononukleära. I detta avseende attraherar lungmakrofager ständigt polymorfonukleära leukocyter, som har större biocida egenskaper, till lesionen. Aktivering av det senare åtföljs av frisättning av en betydande mängd hydrolaser och oxidanter i den extracellulära miljön, vilket leder till vävnadsnedbrytning och bildandet av kaseösa massor i mitten av lesionen.

De mest uttalade metabola störningarna observeras hos patienter med akut progressiva former av lungtuberkulos, som uppträder med en övervikt av exsudativ och alterativ inflammatorisk reaktion, och förloppet av progressiva former av lungtuberkulos kännetecknas som regel av uttalad T-cellsimmunodepression. Hämning av T-cellsimmunitet, uttalad lymfopeni leder till störningar i intercellulära interaktioner och hämning av den granulomatösa reaktionen.

Brist på aktiverade monocyter och lymfocyter, i kombination med deras morfofunktionella insufficiens, kan vara en konsekvens av ökad apoptos. Den cytokinobalans som uppstår i sådana fall kan fungera som en markör för en defekt i immunsystemet. Apoptosprocessen har karakteristiska morfologiska särdrag: kromatinkondensation vid kärnmembranet, nukleolupplösning, bildning av cellfragment (apoptotiska kroppar) och deras fagocytos av makrofager.

Funktionerna hos lungmakrofager är förknippade med deras förmåga att inte bara fagocytera, utan också att producera ett stort antal cytokiner som är nödvändiga för aktivering och reglering av många extracellulära reaktioner och processer som förekommer i fokus för tuberkulosinflammation. Med deras hjälp genomförs självreglering av förnyelse och differentiering av mononukleära celler, intercellulära interaktioner byggs upp under förhållanden av en specifik process och regenerering.

Den universella mediatorn för intercellulära interaktioner är IL-1, vars mål är lymfocyter, polymorfonukleära leukocyter, fibroblaster, endoteliocyter och andra cellulära element. Samtidigt är lungmakrofagernas sekretoriska funktion baserad på principerna om självreglering, när samma cell utsöndrar inte bara regulatorer av extracellulära processer, utan också hämmare som blockerar deras verkan. Sekretoriska makrofager skiljer sig avsevärt från fagocytiska i sin ultrastrukturella organisation. De innehåller sällan fagosomala vakuoler och sekundära lysosomer, men har en utvecklad vesikulär apparat och andra ultrastrukturella tecken på sekretion. De uttrycks särskilt väl i epitelioida celler, vilka är hyperaktiva sekretoriska makrofager.

Vissa stadier av differentiering av lungmakrofager kan tydligt spåras under ett ljus- och särskilt ett elektronmikroskop i bronkoalveolärt lavagematerial. Beroende på kärnans och cytoplasmans strukturella organisation bestäms bland dem unga icke-aktiverade och biosyntetiska mononukleära celler, såväl som mogna fagocyterande och utsöndrande makrofager. Unga icke-aktiverade celler (15-18 μm i diameter) utgör vanligtvis cirka 1/5 av alla makrofagelement. De har en rund kärna med släta konturer: cytoplasman är svagt basofil och innehåller inga inneslutningar. Under ett elektronmikroskop syns sällsynta profiler av det cytoplasmatiska retikulum och mitokondrier, flera små lysosomliknande granuler och fria ribosomer i dessa celler.

Aktiverade, biosyntetiska makrofager är större i storlek (18-25 μm i diameter), kärnan kännetecknas av vågiga konturer och en tydlig nukleol. De har basofil cytoplasma, som innehåller utvecklade långa kanaler av det granulära cytoplasmiska nätverket och ett flertal polysomer. Element av det lamellära komplexet detekteras samtidigt i två eller tre zoner, där primära lysosomer ackumuleras. Sekundära lysosomer representeras av enskilda inneslutningar; fagosomer detekteras sällan, vilket återspeglar cellens beredskap för fagocytisk funktion.

Diametern hos mogna lungmakrofager varierar kraftigt (30-55 μm), beroende på cellernas aktivitet och funktionella orientering. De största storlekarna är karakteristiska för makrofager med strukturella tecken på uttalad fagocytos. Ytan på sådana celler bildar många mikroutväxter och långa pseudopodier. Den ovala eller runda kärnan är ofta belägen acentriskt och har vågiga konturer. En betydande mängd kondenserat kromatin ligger nära kärnmembranet, nukleolen är liten (1-1,2 μm). Inneslutningar, korta kanaler i det granulära cytoplasmiska retikulum, cisterner och vakuoler i det lamellära komplexet och fria ribosomer bestäms i cytoplasman. Cellerna innehåller ett betydande antal mitokondrier, primära (0,5-1 μm) och sekundära (1,2-2 μm) lysosomer, samt fagosomala vakuoler som varierar i storlek och antal. De senare innehåller fragment av förstörda cellulära element och tuberkulosmykobakterier ("nekrofager", "hemosiderofager"), lamellära inneslutningar av fosfolipidkaraktär ("fosfolipofager") och/eller granuler av neutralt fett ("lipofager"), dammpartiklar, tobaksharts, kaolin ("koniofager", "rökmakrofager").

I närvaro av ett konstant objekt för fagocytos uppträder multinukleära makrofager (mer än 70 μm i diameter) med fem eller fler kärnor. Typiska främmande kroppsceller - det sista steget i differentieringen av en makrofag med fagocytisk funktion - bestäms i granulom och granulationsvävnad i tuberkulösa härdar. Lungmakrofager med uttalad sekretorisk aktivitet (25-40 μm i diameter) har vanligtvis inte typiska pseudopodier. Ytans natur kan jämföras med en tunn spetsfördjupning bildad av många, relativt korta mikroutväxter. Den runda eller ovala kärnan innehåller en liten mängd kondenserat kromatin, en klar stor nukleol (1,5-2 μm). Den transparenta cytoplasman innehåller praktiskt taget inga stora inneslutningar. Korta kanaler i det granulära cytoplasmatiska nätverket representeras av enskilda profiler, medan välutvecklade element i det lamellära komplexet är många vakuoler och vesiklar med elektrontransparent eller osmiofilt innehåll. Samma strukturer detekteras i ektoplasman, där de direkt smälter samman med plasmalemmat. Även hos långtidsrökare, där alla fagocytiska celler innehåller karakteristiska inneslutningar av tobakstjära, har utsöndrande makrofager ett litet antal sekundära lysosomer och enskilda fagosomliknande formationer, dvs. de absorberar praktiskt taget inte främmande material. Makrofager med ultrastrukturella tecken på sekretorisk aktivitet utgör under normala förhållanden högst 4-8% av bronkoalveolär lavage. Eftersom dessa cellers funktion är förknippad med metabolism, syntes och frisättning av många biologiskt aktiva substanser i den extracellulära miljön, leder eventuella störningar i mekanismerna för specifikt och ospecifikt skydd till en ökning av deras antal, bildandet av makrofager med ökad sekretorisk potential - epitelioida celler. De bildar symplaster eller, som ett resultat av ofullständig mitotisk delning, omvandlas till karakteristiska multinukleära Pirogov-Langhans-celler - den slutliga differentieringen av en makrofag med sekretorisk aktivitet.

Beroende på kroppens motståndskraft, aktivitetens natur och mikromiljöförhållandena har processerna för transformation av uppbyggnaden av fagocytisk, sekretorisk eller antigenpresenterande aktivitet sina egna egenskaper. Det har visats att beräkning av den relativa andelen morfofunktionella typer av makrofager i bronkoalveolär lavage (bestämning av makrofagformeln) hjälper till vid differentialdiagnos av tuberkulos och annan pulmonell granulomatos, och gör det möjligt att utvärdera effektiviteten av den etiotropa behandlingen.

Förhållandet mellan antalet aktivt fagocyterande och syntetiserande lungmakrofager återspeglar inte bara vävnadsreaktionens natur i området för tuberkulosinflammation, utan kan också fungera som en indikator på den patologiska processens aktivitet. Problemet med fullbordandet av fagocytos vid tuberkulos är fortfarande relevant. Resultaten av våra studier av experimentellt och kliniskt material visar att resultatet av interaktionen mellan fagocytos och patogenen beror på makrofagens funktionella tillstånd och mikroorganismens biologiska egenskaper.

Status för tensidsystemet

Resultaten av den experimentella och teoretiska riktningen i studien av pulmonella tensider har gjort det möjligt att formulera ett modernt koncept av tensid som ett flerkomponentsystem av cellulära och icke-cellulära element, vars strukturella och funktionella enhet säkerställer normal biomekanik för andning.

Hittills har en viss mängd faktamaterial ackumulerats, vilket vittnar inte bara om surfaktantsystemets betydande anpassningsförmåga vid förhållanden med djupgående omstrukturering av lungventilation och hemodynamik, utan också om dess komponenters uttalade känslighet för många ogynnsamma faktorer i tuberkulosprocessen, vars specifika natur bestäms av patogenens varaktighet, processens vågliknande förlopp och djupa störningar i mikrocirkulationsbädden. De förändringar som observeras i detta fall påverkar inte bara zonerna där infektionsfokus bildas, utan även avlägsna, aktivt fungerande områden i lungparenkymet. I detta avseende är det oerhört viktigt att utvärdera den morfofunktionella användbarheten hos olika komponenter i surfaktantsystemet, för att belysa de förändringar som kan användas för att diagnostisera surfaktantberoende störningar i andningsfunktionen och deras korrigering i tid.

De tidigaste tecknen på destruktion av pulmonella surfaktanter kan observeras i modellexperiment med speciella lungfixeringsmetoder. I det initiala skedet av tuberkulös inflammationsutveckling är de lokala till sin natur och uttrycks huvudsakligen i zonerna med intraalveolärt ödem. Under ett elektronmikroskop kan olika stadier av fjällning och destruktion av den yttre filmen - surfaktantmembranet - av ödematös vätska observeras. Dessa förändringar manifesteras fullt ut i fokus för tuberkulös inflammation, där materialet av destruerat surfaktant bestäms överallt i sammansättningen av det intraalveolära innehållet.

De noterade förändringarna i alveolernas extracellulära slemhinna sker i områden med olika bakteriella lunginflammationer. I detta fall utför en del av A2, främst i de perifokala alveolerna, kompensatorisk produktion av surfaktanter. En annan bild observeras i andningsorganen under utvecklingen av tuberkulös inflammation, eftersom patogenen har en negativ effekt på processerna för intracellulär surfaktantsyntes. Direkt introduktion av tuberkulosmykobakterier i hundars lunga (lungpunktion) visade att desorganisation av cytoplasmatiskt retikulum och mitokondrieprofiler observeras i A2 redan under de första 15-30 minuterna; efter flera timmar är alveolocyterna fullständigt förstörda vid infektionsstället. Snabb utveckling av surfaktantbrist leder till kollaps av alveolerna och snabb spridning av den inflammatoriska processen till det omgivande parenkymet. I alveolerna intill områdena dominerar små unga A2 med enskilda små sekretoriska granuler eller stora celler med tecken på vakuolisering av intracellulära strukturer, ibland med fullständigt förstörd cytoplasma. I de alveolocyter där det finns utvecklade element av det cytoplasmatiska nätverket och lamellära komplexet detekteras jättelika osmiofila lamellära kroppar (GLB), vilket indikerar en fördröjning (hämning) i frisättningen av intracellulärt surfaktant till alveolernas yta.

Matematisk modellering av A2:s sekretoriska funktion i focifritt lungparenkym med ökad funktionell belastning visade att trots ökningen av volymen och den numeriska densiteten hos mogna sekretoriska granuler, förändrades inte populationens reservpotential signifikant. Det visade sig att under förhållanden med ökad vaskulär permeabilitet, utveckling av hypoxi och fibrösa förändringar i de interalveolära septa, störs balansen i processerna för OPT-bildning och mognad mot dominans av det senare. Accelererad mognad av OPT leder ofta till en ökning av matrisens elektrontransparenta substans i sammansättningen av sekretoriska granuler, medan innehållet av osmiofilt surfaktantmaterial i dem kan vara obetydligt; det lamellära materialet av ytaktiva substanser är löst packat och upptar endast 1/3-1/5 av volymen av det sekretoriska granulet. Förekomsten av ett betydande antal A2 med vakuolerad OPT kan förklaras av störningen av de initiala stadierna av sekretionsbildning. Sådana celler uppvisar vanligtvis ultrastrukturella tecken på förstörelse (rensning av den cytoplasmatiska matrisen, ödematös svullnad av mitokondrier, tubuli i det cytoplasmatiska retikulum och lamellärt komplex), vilket indikerar en minskning av processerna för intracellulär produktion av surfaktanter.

Det är karakteristiskt att minskningen av syntesen av ytaktiva fosfolipider åtföljs av uppkomsten av neutrala lipidgranuler i cytoplasman av A2. En adekvat återspegling av lipidmetabolismstörningar i lungan som drabbats av tuberkulos hos försöksdjur och människor är ansamlingen av makrofager-lipofager (skumceller) med varierande mognad i alveolerna och bronkoalveolärt lavagematerial. Parallellt observeras en pålitlig ökning av innehållet av neutrala lipider och en minskning av andelen totala fosfolipider i lavagevätskan.

Ett av de tidiga tecknen på surfaktantdestruktion i experimentet och den kliniska bilden av tuberkulos i andningsorganen är förlusten av dess membrans förmåga att bilda strukturer av reservmaterial. Istället kan man på alveolernas yta, i fagosomerna hos alveolära makrofager och direkt i materialet från bronkoalveolär lavage se membran vridna till bollar ("jättelagerbollar") utan den karakteristiska tredimensionella organisationen. Djupet av destruktiva förändringar i surfaktantsystemet bevisas också av frekvensen av detektion av utsöndrat A2 i utspolningen. Dessa data korrelerar med resultaten av biokemiska och fysikalisk-kemiska studier av pulmonella surfaktanter.

Med hänsyn till alla identifierade egenskaper urskiljs för närvarande tre grader av dess sjukdomar för att karakterisera tillståndet i surfaktantsystemet: lindrig, svår, utbredd. Den senare återspeglar en ökad risk för att utveckla surfaktantberoende andningssvikt hos patienter med utbredda destruktiva former av sjukdomen.

Resultaten av studierna visar att grunden för de störningar som uppstår i lungornas surfaktantsystem under tuberkulos är processer förknippade med en ökning av permeabiliteten hos luft-blod-barriären:

• skada på det ytaktiva medlet på alveolarytan;
• metaboliska förändringar och skador på A2;
• störning av mekanismerna för att avlägsna avfallsurfaktant från alveolerna.

Samtidigt har studier fastställt att den huvudsakliga cytologiska mekanismen som stöder den funktionella potentialen hos det surfaktantsystemet i lungan som förändras av tuberkulös inflammation är en ökning av antalet hypertrofierat A2, främst i lungparenkym långt från det specifika fokus.

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

Genetiska aspekter av mottaglighet för tuberkulos

Innan vi inleder vår analys av det aktuella forskningsläget inom området mekanismer för anti-tuberkulosimmunitet och tuberkulosimmunogenetik, anser vi det nödvändigt att uppehålla oss vid några allmänna ståndpunkter.

• För det första är mykobakterier kända för att föröka sig och förstöras främst i makrofager. Mycket lite data (och de är motsägelsefulla) tyder på att det finns några faktorer som kan förstöra mykobakterier extracellulärt.
• För det andra finns det inga övertygande bevis för att neutrofila fagocytsystemet spelar en betydande roll i försvaret mot tuberkulosinfektion.
• För det tredje finns det inga övertygande bevis för att anti-TB-antikroppar vare sig kan förstöra mykobakterier extracellulärt eller främja deras intracellulära förstörelse i makrofager eller andra celltyper.
• För det fjärde finns det ett stort antal fakta som stöder ståndpunkten att den centrala länken i antituberkulosimmunitet är T-lymfocyter och att de utövar sitt reglerande inflytande genom fagocytsystemet.
• För det femte finns det en mängd bevis för att ärftliga faktorer spelar en betydande roll vid tuberkulosinfektion.

Data som visar den viktiga rollen av genetiska faktorer i mottagligheten för tuberkulos hos människor är ganska övertygande. För det första indikeras detta av det faktum att med en extremt hög infektionsgrad av M. tuberculosis (ungefär en tredjedel av planetens vuxna befolkning) utvecklas sjukdomen endast hos en liten andel människor. Detta indikeras också av de olika nivåerna av infektionsmottaglighet i olika etniska grupper och arten av nedärvning av mottaglighet och resistens mot tuberkulos i familjer med flera fall av sjukdomen. Slutligen bevis för denna ståndpunkt är den signifikant ökade överensstämmelsen av förekomsten av kliniskt uttryckt tuberkulos hos monozygota (identiska) tvillingar jämfört med dizygota tvillingar.

Traditionell genetisk testning för tuberkulos

Rollen av det huvudsakliga histokompatibilitetskomplexet och NRAMP*

Identifiering av gener och deras alleler, vars uttryck avgör känslighet eller resistens mot tuberkulos, skulle inte bara möjliggöra djupgående insikter i de grundläggande mekanismerna för immunitet och utvecklingen av den patologiska processen vid tuberkulos, utan skulle också föra verkligheten till användningen av genetiska typningsmetoder för att identifiera individer bland friska personer med en genetiskt ökad risk att drabbas av tuberkulos, vilket kräver prioriterade förebyggande åtgärder, i synnerhet en särskild strategi för vaccination.

* - Makrofagprotein associerat med naturlig resistens - makrofagprotein associerat med naturlig resistens.

Det finns ett betydande antal experimentella studier som visar rollen av ett antal genetiska system och individuella gener (H2, BCG1, Tbc1, xid, etc.) i resistens (känslighet) mot tuberkulos hos möss. Hos människor inkluderar de mest studerade generna major histocompatibility complex (MHC) klass II-gener, bland vilka allelkomplexet i HLA-DR2-familjen (människa) uppvisar en ganska hög grad av association med ökad sjuklighet i flera etniskt avlägsna populationer, och allelerna i HLA-DQ-locuset påverkar den kliniska bilden av tuberkulos. Nyligen har de första framgångarna uppnåtts med att analysera sambandet mellan NRAMP1-genen och tuberkulos hos människor. Dessa data är särskilt anmärkningsvärda eftersom denna gen har en hög grad av homologi med NRAMP1-genen (tidigare kallad BCG 1, eftersom den kontrollerar känsligheten för M. bovisBCG), som uttrycks selektivt i musmakrofager och som utan tvekan påverkar känsligheten för intracellulära patogener (inklusive mykobakterier).

Mutationer som förlorar funktion

Flera gener identifierades, vars förändringar, som ledde till en fullständig förlust av förmågan att koda en funktionellt aktiv produkt (genknockout), särskilt påverkade mössens förmåga att utveckla ett skyddande immunsvar mot mykobakterieinfektion. Dessa är generna som kodar för IFN-γ, IL-12, TNFα, såväl som receptorerna i immunsystemets celler för de listade cytokinerna. Å andra sidan, med en knockout av generna som kodar för IL-4 och IL-10, var förloppet av tuberkulosinfektion praktiskt taget inte annorlunda än hos vildtypsmöss (initiala). Dessa data bekräftade på genetisk nivå den primära skyddande rollen vid tuberkulos av immunsystemets förmåga (främst T1-lymfocyter) att reagera på infektion genom att producera typ 1-cytokiner, men inte typ 2.

Tillämpligheten av dessa data på mykobakteriella infektioner hos människor har visats. I mycket sällsynta familjer där barn led av återkommande mykobakteriella infektioner och salmonellos från tidig ålder beror den extremt höga känsligheten på homozygota icke-konservativa mutationer i generna som kodar för cellreceptorer för IFN-γ och IL-12, ärvda från föräldrar som är heterozygota för dessa mutationer; som förväntat visade sig äktenskapen vara nära besläktade med sådan nedärvning av sällsynta mutationer. Sådana grova kränkningar leder dock till en så hög känslighet för infektioner att de praktiskt taget inte tillåter barnet att överleva mer än några år, och då endast under nästan sterila förhållanden.

Samma överväganden ger upphov till en något skeptisk bedömning av metoden att modellera infektioner hos djur med knockout-mutationer i gener som spelar en primär roll i att skydda mot dessa infektioner. Sådana mutationer leder till uttryck av fenotyper som inte har någon chans att överleva under normala förhållanden och som snabbt skulle elimineras genom selektion. Således dör möss som inte uttrycker MHC klass II-produkter och som ett resultat inte har en normal pool av CD4-lymfocyter av disseminerad infektion kort tid efter infektion med M. tuberculosis. Ett mycket liknande förlopp av tuberkulos hos människor observeras med en uttalad minskning av antalet CD4-celler i de sena stadierna av AIDS. Vid lösning av frågorna om genetisk bestämning av riskgrupper och i allmänhet för att förstå de genetiska orsakerna till ökad mottaglighet inom den normala populationsfördelningen, behandlar forskaren individer som är, om än inte optimala (enligt denna egenskap), men ganska livskraftiga. Denna aspekt av problemet talar för att använda mer traditionella experimentella modeller för genetisk analys, till exempel interlinjära skillnader i tuberkulosförloppet hos möss.

Genomscreening och tidigare okända gener för tuberkuloskänslighet

Redan på 1950- och 1960-talen visades det att nedärvningen av egenskaper som känslighet och resistens mot tuberkulos hos försöksdjur är komplex och polygen. I denna situation är det för det första nödvändigt att välja tydligt uttryckta, "extremt olika" fenotyper mellan mottagliga och resistenta djur eller individer, dvs. sjukdomens egenskaper, och sedan studera deras nedärvnings natur. För det andra är det nödvändigt att ta hänsyn till att vi a priori inte har någon aning om hur många gener som är involverade i sjukdomsbekämpning och hur de är placerade i genomet. Därför är det nödvändigt att antingen minska den genetiska mångfalden i den studerade populationen i förväg, segregera efter den studerade egenskapen, använda genetiska tekniker (vilket endast är möjligt i djurförsök), eller att screena hela genomet med hjälp av statistiska metoder inom kvantitativ genetik snarare än Mendelsk genetik, eller att kombinera dessa tekniker. Efter utvecklingen av genomskanningsmetoder med PCR för mikrosatellit-DNA-regioner och statistisk bearbetning och tolkning av resultaten, började genetisk analys av känslighet för tuberkulos på en ny nivå.

De metoder som nämns ovan har nyligen framgångsrikt tillämpats i genetiska experiment på linjära möss av två forskargrupper. En grupp författare från Central Research Institute of Tuberculosis, Russian Academy of Medical Sciences, tillsammans med kollegor från Centre for the Study of Host Resistance vid McGill University (Montreal, Kanada) och Kungliga Stockholmsinstitutet var de första att genomföra en genomisk screening för nedärvning av sjukdomens svårighetsgrad orsakad av intravenös administrering av en hög dos av M. tuberculosis-stammen H37Rv hos möss. A/Sn-linjerna (resistenta) och I/St-linjerna (känsliga) användes som föräldralinjer med motsatt känslighet för tuberkulos. En tillförlitlig koppling av känslighet hos honor hittades till minst tre olika loci belägna på kromosomerna 3, 9 och 17. På senare tid har koppling till loci i den proximala delen av kromosom 9 och den centrala delen av kromosom 17 även visats för hanar. Den starkaste kopplingen till känslighet hittades för lokuset på kromosom 9. En annan grupp forskare i USA screenade musgenomet för att bestämma nedärvningsmönstret för känslighetsegenskapen i M. tuberculosa-stammen Erdman. I en kombination av C57BL/6J (resistent i sin modell) och C3HeB/FeJ (känsliga) muslinjer kartlades ett lokus i den centrala delen av kromosom 1 som kontrollerade sjukdomens svårighetsgrad i analysen av F2-hybrider och sedan BC1-avkommor. Efter den initiala kartläggningen uppnåddes en mer exakt lokalisering av lokuset med hjälp av rekombinationsanalys, och dess effekt på ett så viktigt fenotypiskt drag som svårighetsgraden av granulomatös lungvävnadsskada fastställdes hos återkorsade möss (generation BC3), dvs. efter att den genetiska mångfalden bland de studerade djuren hade minskats signifikant med genetiska tekniker. Det är viktigt att notera att det kartlagda lokuset, betecknat sst1 (känslighet för tuberkulos 1), även om det är beläget på kromosom 1, uppenbarligen inte är identiskt med NRAMP1-lokuset. Detta bevisas av både dess lokalisering på kromosomen och det faktum att C57BL/6-möss bär allelen för känslighet för BCG för NRAMP1-genen, men allelen för resistens mot M. tuberculosis för sst1-locuset.

De data som publicerats under senare år om förekomsten i musgenomet av loci som fundamentalt påverkar tuberkulosprocessens natur ger oss hopp om betydande framsteg inom detta område och i analysen av genetisk mottaglighet hos människor. De fantastiskt snabba framstegen inom genomisk analys kommer sannolikt att göra det möjligt att göra övergången från genetiken för mustuberkulos till genetiken för mänsklig tuberkulos mycket snabbt, eftersom den fullständiga genomsekvensen hos både människor och möss praktiskt taget har dechiffrerats.

Makrofag-mykobakterie-interaktion

Makrofager spelar en oerhört viktig roll i försvaret mot tuberkulosinfektion, både i fasen av antigenigenkänning och eliminering av mykobakterier.

Efter att mykobakterier har kommit in i lungorna kan situationen utvecklas enligt fyra huvudmönster:

• Det primära värdsvaret kan vara tillräckligt för att helt eliminera alla mykobakterier, och därigenom eliminera risken för tuberkulos;
• Vid snabb tillväxt och reproduktion av mikroorganismer utvecklas en sjukdom som kallas primär tuberkulos;
• vid latent infektion utvecklas inte sjukdomen, men mykobakterier kvarstår i kroppen i ett så kallat vilande tillstånd, och deras närvaro manifesteras endast i form av en positiv hudreaktion på tuberkulin;
• I vissa fall kan mykobakterier övergå från ett vilande tillstånd till en tillväxtfas, och latent infektion ersätts av reaktivering av tuberkulos.

Den första försvarslinjen mot infektion, efter att mykobakterier har nått de nedre luftvägarna, är alveolära makrofager. Dessa celler kan direkt hämma bakterietillväxten genom att fagocytera dem. De deltar också i ett brett spektrum av cellulära anti-tuberkulosimmunitetsreaktioner - genom antigenpresentation, stimulering av T-lymfocytackumulering vid inflammationsstället, etc. Det är viktigt att notera att de specifika mekanismerna för bindning av virulenta och relativt avirulenta stammar av mykobakterier till fagocyter kan skilja sig åt.

Det finns tillräckliga bevis som tyder på att processen med vakuol- eller fagosombildning under interaktionen mellan M. tuberculosis och en mononukleär fagocyt medieras av mikroorganismens vidhäftning till komplementreceptorer (CR1, CR3, CR4), mannosreceptorer eller andra cellytereceptorer. Interaktionen mellan mannosreceptorerna i fagocyterande celler och mykobakterier medieras tydligen av glykoproteinet i den mykobakteriella cellväggen - lipoarabinomannan.

Cytokiner av T-hjälpare typ 2 - prostaglandin E2 och IL-4 - stimulerar uttrycket av CR och MR, och IFN-γ hämmar tvärtom uttrycket och funktionen hos dessa receptorer, vilket leder till en minskning av mykobakteriers vidhäftning till makrofager. Data om receptorers deltagande för surfaktantproteiner i bakteriers vidhäftning till celler fortsätter också att ackumuleras.

CD14-molekylens (fagocytmarkör) roll demonstrerades med hjälp av en modell för interaktion mellan mykobakterier och mikroglia, residenta fagocyter i hjärnvävnad. Det visade sig att antikroppar mot CD14 förhindrade infektion av mikrogliaceller med den virulenta laboratoriestammen H37Rv. Eftersom CD14-molekylen inte penetrerar cellmembranet och därmed inte har någon direkt kontakt med cytoplasman, kan den inte överföra den lipoproteininducerade signalen självständigt, utan kräver en koreceptor för att aktivera intracellulära signalöverföringsvägar. De mest sannolika kandidaterna för sådana koreceptorer är representanter för Toll-liknande receptorfamiljen. Mikrobiella lipoproteiner kan, genom aktivering av dessa receptorer, å ena sidan förstärka värdorganismens försvarsmekanismer och å andra sidan orsaka vävnadsskador genom induktion av apoptos. Samtidigt kan apoptos hämma immunsvaret genom att eliminera celler som är involverade i immunreaktioner och därigenom minska skadorna på vävnader.

Utöver ovanstående verkar det ganska troligt att en betydande roll i processen för mykobakteriers fästning till fagocyterande celler spelas av de så kallade "scavenger"-receptorerna, vilka är belägna på ytan av makrofager och har affinitet för ett antal ligander.

M. tuberculosis öde efter fagocytos är att makrofager hämmar dess tillväxt. Efter att ha kommit in i fagosomen utsätts patogena bakterier för ett antal faktorer som syftar till att förstöra dem. Sådana faktorer inkluderar fusion av fagosomen med lysosomer, syntes av reaktiva syreradikaler och syntes av reaktiva kväveradikaler, särskilt kväveoxid. Mykobakteriers död inuti makrofagen kan ske genom flera mekanismer som ett resultat av komplexa cytokinmedierade interaktioner mellan lymfocyter och fagocyter. Det är möjligt att mykobakteriernas förmåga att undvika de toxiska effekterna av reaktiva syre- och kväveradikaler är ett viktigt steg i övergången till det latenta infektionsstadiet. Makrofagens förmåga att hämma tillväxten av M. tuberculosis beror i hög grad på cellaktiveringsstadiet (åtminstone delvis) och på balansen av cytokiner (främst, troligen, trombocytderiverad tillväxtfaktor alfa (TGF-α) och IFN-γ).

En viktig komponent i mekanismen för makrofagers antimykobakteriella aktivitet är tydligen apoptos (programmerad celldöd). I modellen för odling av M.bovis BCG i monocyter visades det att apoptos (men inte nekros) av makrofager åtföljs av en minskning av viabiliteten hos fagocyterade mykobakterier.

T-lymfocyternas roll i anti-tuberkulosimmunitet

T-lymfocyter är kända för att vara huvudkomponenten i förvärvad immunitet vid tuberkulosinfektion. Immunisering av försöksdjur med mykobakteriella antigener, liksom förloppet av tuberkulosinfektion, åtföljs av genereringen av antigenspecifika lymfocyter CD4 ⁺ och CD8 ⁺.

Brist på CD4- och, i mindre utsträckning, CD8-lymfocyter observerade hos möss med CD4-, CD8-, MHCII- och MHCI-genknockout, såväl som vid administrering av antikroppar specifika mot CD4- eller CD8-antigener, leder till en signifikant minskning av mössens resistens mot M. tuberculosis-infektion. Det är känt att AIDS-patienter, som kännetecknas av en brist på CD4 ⁺ -lymfocyter, har en extremt hög känslighet för tuberkulos. Det relativa bidraget från CD4 ^+- och CD8 ^{+-lymfocyter till det skyddande immunsvaret kan förändras vid olika infektionsstadier. Således dominerar CD4+} -T-lymfocyter i lunggranulom hos möss infekterade med M. bovis BCG i de tidiga infektionsstadierna (2-3 veckor), medan innehållet av CD8 ⁺ -lymfocyter ökar i senare stadier. Under adoptiv överföring har CD8 ^{+-lymfocyter, särskilt deras CD44hl-} subpopulation, hög skyddande aktivitet. Förutom CD4 ^+- och CD8 ⁺ -lymfocyter har andra lymfocytsubpopulationer, särskilt γδ- och CD4 ⁺ -CD8 ^{+-lymfocyter,}, begränsad av icke-polymorfa molekyler av MHC-klassen CD1, bidrar tydligen också till den skyddande immuniteten mot tuberkulosinfektion. Mekanismerna för T-lymfocyternas effektorverkan reduceras huvudsakligen till antingen produktion av lösliga faktorer (cytokiner, kemokiner) eller cytotoxicitet. Vid mykobakteriella infektioner sker den dominerande bildningen av T1, vars karakteristiska egenskaper är produktionen av cytokinerna IFN-γ och TNF-α. Båda cytokinerna kan stimulera makrofagernas antimykobakteriella aktivitet, vilket primärt är ansvarigt för den skyddande effekten av CD4-lymfocyter. Dessutom kan IFN-γ undertrycka svårighetsgraden av inflammatoriska reaktioner i lungorna och därigenom minska svårighetsgraden av tuberkulosinfektion. TNF-α är nödvändig för granulombildning, fullständigt samarbete mellan makrofager och lymfocyter och vävnadsskydd mot nekrotiska förändringar. Förutom sin skyddande effekt har TNF-α också en "patologisk" effekt. Dess produktion kan leda till feber, viktminskning och vävnadsskador - symtom som är karakteristiska för tuberkulosinfektion. T-lymfocyter är inte den enda källan till TNF-α. Dess huvudsakliga producenter är makrofager. Effekten av TNF-α bestäms till stor del av produktionsnivån av andra cytokiner av typ 1 och 2 i inflammationsfokus. Vid övervägande produktion av cytokiner av typ 1 och avsaknad av produktion av cytokiner av typ 2 har TNF-α en skyddande effekt, och med samtidig produktion av cytokiner av typ 1 och 2 har den en destruktiv effekt. Eftersom mykobakterier, som nämnts ovan, huvudsakligen stimulerar T1-lymfocyter, åtföljs förloppet av mykobakteriella infektioner vanligtvis inte av en ökning av produktionen av IL-4 och IL-5. Samtidigt kan det vid svåra former av infektion, såväl som i sena stadier, finnas en lokal och systemisk ökning av produktionen av IL-4 och IL-5. Huruvida ökad produktion av typ 2-cytokiner är en orsak till en allvarligare tuberkulosinfektion eller en konsekvens av den är oklart.

Cytotoxicitet mot infekterade målceller uppvisas av CD8 ⁺ -celler såväl som "icke-klassiska" CD8 ⁺ -lymfocyter som begränsas av CDlb-molekyler, CD4 ⁺ CD8 ⁺ -lymfocyter och CD4 ⁺ -lymfocyter. Betydelsen av cytotoxicitet för skydd mot tuberkulos indikeras av en minskning av den cytotoxiska aktiviteten hos CD8 ⁺ -lymfocyter och innehållet av perforin hos tuberkulospatienter jämfört med friska donatorer. Det är viktigt att besvara frågan om hur lys av infekterade målceller kan påverka förloppet av den infektiösa processen: leder det till en minskning av reproduktionsintensiteten av mykobakterier, vilka är intracellulära parasiter, eller främjar det tvärtom frisättningen av mykobakterier från infekterade makrofager och infektion av nya celler. Data från S. Stronger (1997) verkar kunna bidra till förståelsen av detta problem. Författarna visade att cytotoxiska lymfocyter innehåller granulysinmolekyler, som har en bakteriedödande effekt på mykobakterier. För att granulysin ska kunna penetrera infekterade celler måste lymfocyterna utsöndra proteiner som bildar porer i målcellernas membran. Således erhölls för första gången data om direkt destruktion av mykobakterier (i makrofager) av T-lymfocyter, vilket därigenom demonstrerade möjligheten till direkt deltagande av T-lymfocyter i skyddet mot mykobakteriella infektioner.

Reglering av T-cellsimmunsvar

T-lymfocyternas respons och deras produktion av effektorcytokiner regleras av cytokiner som produceras av antigenpresenterande celler, inklusive infekterade makrofager. IL-12 förskjuter differentieringen av T-lymfocyter mot bildandet av Th1-celler och stimulerar produktionen av IFN-γ. Infektion av möss med IL-12 ^% M.bovis BCG leder till progressiv utveckling av infektionen, ökad spridning av mykobakterier och åtföljs av avsaknad av granulombildning i lungorna. Hos möss med IL-12p40 ^% infekterade med M. tuberculosis noteras okontrollerad tillväxt av mykobakterier, associerad med en kränkning av både naturlig resistens och förvärvad immunitet och orsakad av en signifikant minskning av produktionen av proinflammatoriska cytokiner IFN-γ och TNF-β. Omvänt leder administrering av rekombinant IL-12 till möss följt av infektion med M. tuberculosis Erdmann till en ökning av deras resistens mot infektion.

IL-10 är ett regulatoriskt cytokin som stimulerar utvecklingen av humorala immunitetsreaktioner och undertrycker många cellulära immunitetsreaktioner. Man tror att effekten av IL-10 på T-cellssvaret kan medieras av dess verkan på makrofager: IL-10 hämmar presentationen av antigener av makrofager och undertrycker syntesen av proinflammatoriska cytokiner TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 och IL-12, GM-CSF, G-CSF av makrofager. IL-10 har också en anti-apoptotisk effekt. Ett sådant verkningsspektrum, verkar det som, borde avgöra den signifikanta effekten av IL-10 på intensiteten av anti-tuberkulosimmunitet, men data om beroendet av skyddande immunitet på IL-10-produktion är extremt motsägelsefulla.

TGF-β är en unik faktor för att undertrycka cellulär immunitet. Dess produktionsnivå korrelerar med tuberkulosens svårighetsgrad, och administrering av anti-TGF-β-antikroppar eller naturliga TGF-β-hämmare till möss infekterade med M. tuberculosis korrigerar det minskade T-cellsvaret.

Det bör noteras att T-lymfocyternas effektorroll inte är begränsad till produktion av cytokiner och cellulär cytotoxicitet. Andra processer som sker vid etablering av direkt kontakt mellan T-lymfocyter och makrofager, liksom produktionen av kemokiner av T-lymfocyter, kan bidra betydande till utvecklingen av lokala inflammatoriska reaktioner. De senare orsakas i sin tur inte bara av makrofagernas och T-lymfocyternas svar. Neutrofiler, eosinofiler, fibroblaster, epitelceller och andra celler kan vara aktiva deltagare i de processer som sker i lungorna under tuberkulosinfektion.

Morfologiska studier av granulombildningsprocessen, liksom resultaten av att bestämma dynamiken i bildandet av ett specifikt T-cellsvar, gör det enligt vår mening möjligt att urskilja flera stadier av interaktionen mellan mykobakterier och makroorganismen. Det första kännetecknas av progressiv proliferation av mykobakterier i frånvaro av ett specifikt svar från T-lymfocyter och varar cirka 2-3 veckor. Det andra inträffar efter bildandet av mogna T-lymfocyter och kännetecknas av stabilisering av mykobakterietillväxten. Som regel följs detta av dekompensationsstadiet, vilket sammanfaller i tid med förstörelsen av lymfoida formationer och uppkomsten av nekrotiska förändringar i lungorna. Vaccineffekten kan bero på en minskning av den första fasen av svaret.