Патогенез туберкульозу

Розвиток туберкульозного запалення залежить від реактивності організму та стану його захисних сил, вірулентності мікобактерій туберкульозу та тривалості їх персистенції в легенях. Дія різних факторів інфекційного процесу може пояснити велику різноманітність тканинних і клітинних реакцій дихального відділу, де специфічні зміни поєднуються з неспецифічними, тим чи іншим чином впливаючи на прояв і результат основного процесу.

Кожна стадія являє собою складний комплекс структурних змін у різних системах організму та органах дихання, що супроводжуються глибокими зрушеннями в метаболічних процесах, інтенсивності метаболічних реакцій дихального відділу та відображаються на морфофункціональному стані його клітинних та неклітинних елементів. Велике значення має вивчення найдавніших механізмів розвитку туберкульозного запалення, встановлених в останні роки.

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

Порушення мікроциркуляції та стан аерогематичного бар'єру

Протягом 24 годин після внутрішньовенного введення Mycobacterium tuberculosis у легені мишей відбуваються характерні зміни в мікроциркуляторному руслі: розширення профілів судинно-капілярної мережі, можна спостерігати сладж-утворення еритроцитів з парієтальним розташуванням поліморфноядерних лейкоцитів. Електронно-мікроскопічний аналіз ендотеліальної вистилки легеневих капілярів виявляє активацію просвітної поверхні клітин, ознаки розвитку внутрішньоклітинного набряку з дезорганізацією мікропіноцитотичних везикул та їх злиттям у великі вакуолі. Ділянки набряклої, очищеної цитоплазми ендотеліоцитів місцями утворюють вітрилоподібні випинання, що відрізняються кількістю та розміром у різних мікросудинах. У деяких випадках спостерігається локальне відшарування їх цитоплазматичних відростків від нижчого базального шару, розпушення та потовщення останнього.

Незалежно від способу введення мікобактерії туберкульозу, у всіх модельних дослідах у перші 3-5 днів спостерігається підвищення проникності аерогематичного бар'єру, про що свідчить накопичення рідини в інтерстиції, розвиток внутрішньоклітинного набряку не лише ендотеліоцитів, а й альвеолоцитів 1-го типу (А1). Зміни торкаються їх цитоплазматичних відростків, у яких з'являються ділянки прозорої, набряклої цитоплазми, здатні випинати у внутрішньоальвеолярний простір.

У місцях генералізації мікобактерій туберкульозу та розвитку пневмонічних вогнищ, формування первинних гранулематозних скупчень мононуклеарних клітин та поліморфноядерних лейкоцитів визначається А1 із сильно потовщеними, місцями зруйнованими цитоплазматичними відростками, ділянками оголеної базальної мембрани. У багатьох альвеолоцитах 2-го типу (А2) відбувається набряк апікальних мікроворсинок, нерівномірне розширення мітохондріальних профілів та цитоплазматичного ретикулуму. Гіпергідратація альвеолярного епітелію місцями супроводжується виділенням рідини, плазмових білків та клітинних елементів запалення у внутрішньоальвеолярний простір.

Сучасні дослідження мікроциркуляції встановили провідну роль судинної системи в розвитку початкових фаз запалення. Стимульований цитокінами, ендотелій виділяє біологічно активні речовини - адгезивні молекули (селектини, інтегрини), різні медіатори (метаболіти арахідонової кислоти) та фактори росту, кисневі радикали, оксид азоту тощо, забезпечуючи взаємодію між ендотелієм та поліморфноядерними лейкоцитами, а також між іншими клітинними елементами запалення. Встановлено, що L-селектин опосередковує так званий ефект "котіння нейтрофілів", який є початковою стадією адгезії цих клітин до ендотелію. Інший тип селектину, P-селектин, після впливу гістаміну або метаболітів кисню на ендотеліальні клітини транслокується на їх поверхню, сприяючи адгезії нейтрофілів. E-селектин також виявляється на поверхні цитокін-активованих ендотеліальних клітин; він бере участь у процесі взаємодії між ендотелієм посткапілярних венул та Т-лімфоцитами.

Цитокіни, що секретуються моно- та полінуклеарними клітинами, викликають структурну перебудову цитоскелету ендотеліальних клітин, що призводить до їх скорочення та підвищення проникності капілярів. У свою чергу, проходження поліморфноядерних лейкоцитів через стінку кровоносних судин може супроводжуватися її пошкодженням та підвищенням проникності для рідини та білків плазми, а зміна складу або активності адгезивних молекул призводить до посилення міграції моноцитів та лімфоцитів, забезпечуючи подальший розвиток запальної реакції. Виникаючи в органах дихання у відповідь на впровадження Mycobacterium tuberculosis, вона вражає всі структури дихального відділу.

Під час формування та дозрівання туберкульозних гранульом, тобто на другому етапі розвитку специфічного процесу, наростають порушення структури міжальвеолярних перегородок. Набряк, проліферація клітин та фібрилогенез в інтерстиції суттєво змінюють морфофункціональний стан респіраторного епітелію, особливо поблизу вогнищ запальної реакції. Порушення умов мікрооточення та життєдіяльності альвеолоцитів негативно впливають на функціональний стан аерогематичного бар'єру та газообмін у легенях.

Поряд із уже зазначеними змінами міжальвеолярних перегородок у зоні набряку, привертають увагу виражені деструктивні зміни альвеолярного епітелію, які простежуються на значній його частині. Вони вражають обидва типи альвеолоцитів і мають один напрямок – набряковий набряк внутрішньоклітинних органел, що призводить до порушення функції, а потім і загибелі клітин. У внутрішньоальвеолярному вмісті можна виявити фрагменти зруйнованих альвеолоцитів, включаючи А2. Тут також розташовані макрофагальні елементи, поліморфноядерні лейкоцити, а також значна кількість еритроцитів та еозинофілів, що відображає високу проникність капілярної мережі. Серед зруйнованих клітин визначаються фібринові нитки та їх конгломерати.

В альвеолах, що затримують повітря, також можуть спостерігатися ознаки набряку тканини та клітинних структур міжальвеолярних перегородок. Крім того, на поверхні альвеолярного епітелію відбуваються процеси утворення бульбашок, що відображають початкові стадії руйнування аерогематичного бар'єру та "затоплення" альвеол. На завершальній стадії розвитку туберкульозного запалення спостерігається прогресуюче наростання дистрофічних та деструктивних змін структурних компонентів кінцевих відділів легені, особливо в ділянках легеневої паренхіми, що межують з казеозно-некротичними вогнищами або вогнищами туберкульозної пневмонії. Поширені порушення мікроциркуляції.

Транскапілярне проходження білків плазми крові сприяє надходженню циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) в інтерстицій легені, що сприяє розвитку в ньому як імунологічних, так і вторинних імунопатологічних реакцій. Роль останніх у патогенезі туберкульозу доведена, і він зумовлений внутрішньолегеневим відкладенням ЦІК, дефектом фагоцитарної системи та порушенням балансу у виробленні цитокінів, що регулюють міжклітинні взаємодії.

Площа повітряної легеневої паренхіми зменшена до 30% площі зрізу, її ділянки чергуються з ділянками вираженого внутрішньоальвеолярного набряку, дистелектазу та ателектазу, емфізематозного розширення альвеол. Незважаючи на прогресуючий характер розвитку нелікованого туберкульозного запалення, у легеневій паренхімі, вільній від вогнищ, відбуваються компенсаторні та відновлювальні процеси. Як показали наші дослідження, у перифокальній зоні запалення функціональна активність А2 спрямована переважно на підтримку цілісності альвеолярного епітелію, відновлення популяції А1, яка найбільш чутлива до дії факторів туберкульозного процесу. Факт участі А2 у процесах регенерації як клітинного джерела респіраторного епітелію сьогодні є загальновизнаним. Про помітне підвищення проліферативної активності А2 у цих зонах свідчить виявлення поруч розташованих 6-10 молодих альвеолоцитів – «бруньок росту» з рівномірною добре розвиненою ядерною структурою, значним вмістом мітохондрій та полірибосом у цитоплазмі, невеликою кількістю секреторних гранул. Іноді в цих клітинах можна побачити мітотичні фігури. Водночас альвеолоцити проміжного типу, що відображають трансформацію А2 в А1, зустрічаються вкрай рідко. Газообмінна функція органу підтримується завдяки альвеолярній гіпертрофії, утворенню точок росту та трансформації А2 в А1 у віддалених ділянках легеневої паренхіми. Тут також спостерігаються ультраструктурні ознаки активної секреторної функції А2.

Ці дані корелюють з результатами електронно-мікроскопічного дослідження альвеолярного епітелію в хірургічному матеріалі. У пацієнтів із загоєнням вогнищ туберкульозної інфекції формуються аденоматозні структури, що нагадують альвеолярні протоки. Клітини, що їх вистилають, мають ультраструктуру А2, зберігаючи поодинокі секреторні гранули. Характерно, що трансформація А2 в А1 не відбувається (альвеолоцити проміжного типу не виявляються), що не дозволяє класифікувати ці структури як новоутворені альвеоли, як зазначають деякі автори.

Процеси відновлення дихального епітелію, формування перехідних альвеолоцитів спостерігаються лише у більш віддаленій легеневій паренхімі, де визначаються вузлуватие розростання альвеолоцитів, що відповідають «брунькам росту». Тут також здійснюється основна газообмінна функція легень, клітини аерогематичного бар'єру мають добре розвинену ультраструктуру з великою кількістю мікропіноцитарних везикул.

Вивчення різних моделей туберкульозного запалення показало, що розвиток специфічного запалення в легенях пов'язаний не лише з певними деструктивними змінами в дихальному відділі безпосередньо в осередках інфекції, а й уражає всю легеневу паренхіму, де спостерігаються ознаки порушення мікроциркуляції. Підвищена проникність судин міжальвеолярних перегородок. З прогресуванням запального процесу наростають явища набряку, що впливає на стан альвеолоцитів, особливо А1. Просвіти багатьох альвеол частково або повністю заповнені рідиною та клітинними елементами запалення. Гіпоксія та фіброзні зміни в міжальвеолярних перегородках впливають на газообмінну функцію аерогематичного бар'єру, призводять до розвитку дихальної недостатності та загибелі експериментальних тварин.

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

Роль легеневих макрофагів

Легеневі макрофаги є компонентом мононуклеарної фагоцитарної системи, яка є спільною для всього організму та походить від плюрипотентної стовбурової клітини кісткового мозку. Під час поділу стовбурових клітин утворюються попередники моноцитів – монобласти та промоноцити. Моноцити циркулюють у крові та частково потрапляють в інтерстиціальну тканину легень, де можуть деякий час залишатися неактивними. За наявності індукторів диференціації вони активуються, переміщуються на поверхню респіраторного та бронхіального епітелію, де проходять кілька стадій дозрівання, перетворюючись відповідно на альвеолярні та бронхіальні макрофаги. Основна функція цих клітин – абсорбційна – пов’язана з їхньою здатністю фагоцитувати чужорідний матеріал. Будучи одним із факторів природної резистентності організму, вони захищають ті ділянки легень, які першими контактують з мікробами та абіогенними агентами, тобто підтримують стерильність епітеліальної вистилки легень на всій її довжині. Більшість стороннього матеріалу, а також фрагменти зруйнованих клітинних елементів майже повністю перетравлюються після кон'югації фагосомної вакуолі макрофага (некрофага, гемосидерофага) з лізосомами, що містять протеолітичні ферменти. Легеневі макрофаги характеризуються високим вмістом кислої фосфатази, неспецифічної естерази, катепсинів, фосфоліпази А2 та ферментів циклу Кребса, особливо сукцинатдегідрогенази. Водночас відомо, що збудники ряду інфекційних захворювань, і перш за все M. tuberculosis, можуть тривалий час зберігатися в цитоплазмі альвеолярних макрофагів, оскільки мають високорезистентні клітинні стінки, що протистоять дії лізосомних ферментів. У модельних експериментах на нелікованих тваринах, незважаючи на виражену активацію кислої фосфатази та інших гідролаз, у цитоплазмі альвеолярних макрофагів можна спостерігати певну проліферативну активність Mycobacterium tuberculosis та утворення збудником невеликих колонієподібних кластерів.

Низька мікробіцидна активність легеневих макрофагів пов'язана з органоспецифічними особливостями фагоцитів, оскільки вони функціонують у середовищі з високим вмістом кисню. Енергетичні процеси в їх цитоплазмі підтримуються переважно окисним фосфорилюванням ліпопротеїнів, з катаболізмом яких пов'язана одна з основних функцій цих клітин, що входять до складу легеневої сурфактантної системи. Видобуток енергії, локалізація окисних процесів впливають на мітохондріальну систему, розвиток якої корелює з функціональним станом фагоцита. Тут також локалізується супероксиддисмутаза - фермент антиоксидантного захисту, що каталізує дисмутацію синглетного кисню, що утворюється під час проходження електронів по дихальному ланцюгу. Це принципово відрізняє легеневі макрофаги від поліморфноядерних лейкоцитів, які отримують кисень і біоенергію переважно за рахунок гліколізу. В останньому випадку розщеплення субстрату відбувається безпосередньо в цитозолі, а активований кисень і перекис водню, що утворюються за допомогою мієлопероксидази, складають основний бактерицидний потенціал дії на бактерії.

Низьку біоцидність легеневих макрофагів можна розглядати як своєрідну ціну за адаптацію до аеробних умов функціонування. Мабуть, тому вони борються з мікобактеріями туберкульозу разом з поліморфноядерними лейкоцитами та моноцитами ексудату (їх також називають запальними макрофагами). Патогенетично важливим є те, що не всі легеневі макрофаги, які захопили мікобактерії туберкульозу, видаляються з легень з дрейфом сурфактанту та бронхіального секрету – частина з них розвивається в інтерстиції, що є пусковим механізмом для утворення характерних клітинних скупчень – гранульом.

Потрапляючи в інтерстицій, багатий на кровоносні судини, макрофаги легень з неповним фагоцитозом починають виробляти запальні цитокіни, активуючи прилеглий ендотелій. На мембранах останніх посилюється експресія імуноглобулінів, за допомогою яких здійснюється селективна адгезія моноцитів. Покинувши судинне русло, ці клітини трансформуються в ексудатні макрофаги, що продукують медіатори запалення, притягуючи до вогнища не тільки моно-, а й полінуклеари.

Водночас сигнал до розвитку гранулематозної реакції надходить від сенсибілізованих Т-лімфоцитів – ефекторів гіперчутливості уповільненого типу. Серед лімфокінів, які починають виробляти ці клітини, велике значення для гранулематогенезу мають фактор, що пригнічує міграцію моноцитів, та IL-2. Вони прискорюють приплив та фіксують моноцити у вогнищі інфекції, регулюють їх перетворення на фагоцитарні, секретуючі та антигенпрезентуючі макрофаги.

Слід наголосити, що, будучи механізмом клітинного захисту органів дихання від проникнення збудника, гранулематозна реакція легень при туберкульозному запаленні зрештою відображає неспроможність мононуклеарних фагоцитів боротися з мікобактеріями туберкульозу. Тому макрофаги змушені постійно проліферувати (збільшувати кількість популяцій) та диференціюватися в більші фагоцити (підвищувати якість протеолізу), які є гігантськими клітинами типу чужорідного тіла. У фагосомах останніх під електронним мікроскопом можна побачити не тільки мікобактерії туберкульозу, а й великі апоптотичні клітини, фрагменти зруйнованих поліморфноядерних лейкоцитів. Водночас ультраструктурні ознаки протеолітичної активності (ступінь розвитку лізосомного апарату) у таких фагоцитах на одиницю площі цитоплазми суттєво не відрізняються від мононуклеарних. У зв'язку з цим макрофаги легень постійно притягують до вогнища ураження поліморфноядерні лейкоцити, які мають більші біоцидні властивості. Активація останнього супроводжується виділенням значної кількості гідролаз та оксидантів у позаклітинне середовище, що призводить до руйнування тканин та утворення казеозних мас у центрі ураження.

Найбільш виражені метаболічні порушення спостерігаються у хворих на гостропрогресуючі форми легеневого туберкульозу, що протікають з переважанням ексудативної та альтеративної запальної реакції, а перебіг прогресуючих форм легеневого туберкульозу характеризується, як правило, вираженою Т-клітинною імунодепресією. Пригнічення Т-клітинного імунітету, виражена лімфопенія призводять до порушення міжклітинних взаємодій, гальмування гранулематозної реакції.

Дефіцит активованих моноцитів та лімфоцитів у поєднанні з їх морфофункціональною недостатністю може бути наслідком посилення апоптозу. Цитокіновий дисбаланс, що виникає в таких випадках, може служити маркером дефекту імунної системи. Процес апоптозу має характерні морфологічні особливості: конденсація хроматину на ядерній мембрані, розпад ядерця, утворення клітинних фрагментів (апоптотичних тілець) та їх фагоцитоз макрофагами.

Особливості функціонування легеневих макрофагів пов'язані з їхньою здатністю не тільки до фагоцитозу, але й до вироблення великої кількості цитокінів, необхідних для активації та регуляції багатьох позаклітинних реакцій і процесів, що відбуваються у вогнищі туберкульозного запалення. З їхньою допомогою здійснюється саморегуляція оновлення та диференціації мононуклеарних клітин, вибудовуються міжклітинні взаємодії за умов специфічного процесу та регенерації.

Універсальним медіатором міжклітинних взаємодій є IL-1, мішенню якого є лімфоцити, поліморфноядерні лейкоцити, фібробласти, ендотеліоцити та інші клітинні елементи. Водночас секреторна функція легеневих макрофагів базується на принципах саморегуляції, коли одна й та сама клітина секретує не лише регулятори позаклітинних процесів, а й інгібітори, що блокують їхню дію. Секреторні макрофаги суттєво відрізняються від фагоцитарних своєю ультраструктурною організацією. Вони рідко містять фагосомні вакуолі та вторинні лізосоми, але мають розвинений везикулярний апарат та інші ультраструктурні ознаки секреції. Особливо добре вони експресуються в епітеліоїдних клітинах, які є гіперактивними секреторними макрофагами.

У матеріалі бронхоальвеолярного лаважу під світловим і особливо електронним мікроскопом чітко простежуються певні стадії диференціації легеневих макрофагів. Залежно від структурної організації ядра та цитоплазми серед них визначаються молоді неактивовані та біосинтетичні мононуклеари, а також зрілі фагоцитарні та секретуючі макрофаги. Молоді неактивовані клітини (діаметром 15-18 мкм) зазвичай складають близько 1/5 усіх елементів макрофагів. Вони мають кругле ядро з гладкими контурами: цитоплазма слабо базофільна, не містить жодних включень. Під електронним мікроскопом у цих клітинах видно рідкісні профілі цитоплазматичного ретикулуму та мітохондрій, кілька дрібних лізосомоподібних гранул, вільні рибосоми.

Активовані, біосинтетичні макрофаги мають більші розміри (18-25 мкм у діаметрі), ядро відрізняється хвилястими контурами та чітким ядерцем. Вони мають базофільну цитоплазму, яка містить розвинені довгі канали зернистої цитоплазматичної мережі та численні полісоми. Елементи пластинчастого комплексу виявляються одночасно у двох або трьох зонах, де накопичуються первинні лізосоми. Вторинні лізосоми представлені поодинокими включеннями; фагосоми виявляються рідко, що відображає готовність клітини до фагоцитарної функції.

Діаметр зрілих макрофагів легень коливається в широких межах (30-55 мкм), залежно від активності та функціональної спрямованості клітин. Найбільші розміри характерні для макрофагів зі структурними ознаками вираженого фагоцитозу. Поверхня таких клітин утворює численні мікронарости та довгі псевдоподії. Овальне або кругле ядро часто розташоване ацентрично, має хвилясті контури. Значна кількість конденсованого хроматину лежить поблизу ядерної мембрани, ядерце невелике (1-1,2 мкм). У цитоплазмі визначаються включення, короткі канальці гранулярного цитоплазматичного ретикулуму, цистерни та вакуолі пластинчастого комплексу, вільні рибосоми. Клітини містять значну кількість мітохондрій, первинних (0,5-1 мкм) та вторинних (1,2-2 мкм) лізосом, а також фагосомні вакуолі, що різняться за розміром та кількістю. Останні містять фрагменти зруйнованих клітинних елементів та мікобактерій туберкульозу («некрофаги», «гемосидерофаги»), пластинчасті включення фосфоліпідної природи («фосфоліпофаги») та/або гранули нейтрального жиру («ліпофаги»), частинки пилу, тютюнової смоли, каоліну («коніофаги», «макрофаги курця»).

За наявності постійного об'єкта фагоцитозу з'являються багатоядерні макрофаги (діаметром понад 70 мкм) з п'ятьма і більше ядрами. У гранульомах та грануляційній тканині туберкульозних вогнищ визначаються типові клітини сторонніх тіл - кінцева стадія диференціації макрофага з фагоцитарною функцією. Легеневі макрофаги з вираженою секреторною активністю (діаметром 25-40 мкм) зазвичай не мають типових псевдоподій. Характер поверхні можна порівняти з тонким мереживним заглибленням, утвореним численними, відносно короткими мікровиростами. Кругле або овальне ядро містить невелику кількість конденсованого хроматину, чітке велике ядерце (1,5-2 мкм). Прозора цитоплазма практично не містить великих включень. Короткі канальці зернистої цитоплазматичної мережі представлені поодинокими профілями, тоді як добре розвиненими елементами пластинчастого комплексу є численні вакуолі та везикули з електронно-прозорим або осміофільним вмістом. Такі ж структури виявляються в ектоплазмі, де вони безпосередньо зливаються з плазмалемою. Навіть у курців тривалого стажу, у яких усі фагоцитарні клітини містять характерні включення тютюнового дьогтю, секретуючі макрофаги мають невелику кількість вторинних лізосом та поодинокі фагосомоподібні утворення, тобто вони практично не поглинають чужорідний матеріал. Макрофаги з ультраструктурними ознаками секреторної активності за нормальних умов становлять не більше 4-8% бронхоальвеолярного лаважу. Оскільки функція цих клітин пов'язана з метаболізмом, синтезом та вивільненням багатьох біологічно активних речовин у позаклітинне середовище, будь-які порушення механізмів специфічного та неспецифічного захисту призводять до збільшення їхньої кількості, утворення макрофагів з підвищеним секреторним потенціалом - епітеліоїдних клітин. Вони утворюють симпласти або, в результаті неповного мітотичного поділу, перетворюються на характерні багатоядерні клітини Пирогова-Лангханса - остаточна диференціація макрофага з секреторною активністю.

Залежно від резистентності організму, характеру дії та умов мікросередовища, процеси трансформації накопичення фагоцитарної, секреторної або антигенпрезентуючої активності мають свої особливості. Показано, що розрахунок відносного відсотка морфофункціональних типів макрофагів у бронхоальвеолярному лаважі (визначення формули макрофагів) допомагає в диференціальній діагностиці туберкульозу та інших легеневих гранулематозів, а також дозволяє оцінити ефективність етіотропного лікування.

Співвідношення кількості активно фагоцитарних та синтезуючих легеневих макрофагів не лише відображає характер тканинної реакції в зоні туберкульозного запалення, а й може служити показником активності патологічного процесу. Проблема завершення фагоцитозу при туберкульозі також залишається актуальною. Результати наших досліджень експериментального та клінічного матеріалу показують, що результат взаємодії фагоцитозу та збудника залежить від функціонального стану макрофага та біологічних властивостей мікроорганізму.

Стан системи поверхнево-активних речовин

Досягнення експериментального та теоретичного напрямку у вивченні легеневих сурфактантів дозволили сформулювати сучасну концепцію сурфактанту як багатокомпонентної системи клітинних та неклітинних елементів, структурна та функціональна єдність яких забезпечує нормальну біомеханіку дихання.

На цей час накопичено певний фактичний матеріал, який свідчить не лише про значні адаптивні можливості сурфактантної системи в умовах глибокої перебудови легеневої вентиляції та гемодинаміки, але й про виражену чутливість її компонентів до багатьох несприятливих факторів туберкульозного процесу, специфічний характер яких визначається тривалістю персистенції збудника, хвилеподібним перебігом процесу та глибокими порушеннями мікроциркуляторного русла. Зміни, що спостерігаються при цьому, зачіпають не лише зони формування вогнищ інфекції, а й віддалені, активно функціонуючі ділянки легеневої паренхіми. У зв'язку з цим надзвичайно важливо оцінити морфофункціональну повноцінність різних компонентів сурфактантної системи, виділити ті зміни, які можна використовувати для діагностики сурфактант-залежних порушень функції дихання та їх своєчасної корекції.

Найперші ознаки руйнування легеневого сурфактанта можна спостерігати в модельних експериментах з використанням спеціальних методів фіксації легень. На початковій стадії розвитку туберкульозного запалення вони носять локальний характер і виражаються переважно в зонах внутрішньоальвеолярного набряку. Під електронним мікроскопом можна спостерігати різні стадії відшаровування та руйнування зовнішньої плівки - мембрани сурфактанта набряковою рідиною. Ці зміни повною мірою проявляються в осередках туберкульозного запалення, де матеріал зруйнованого сурфактанта визначається повсюдно у складі внутрішньоальвеолярного вмісту.

Зазначені зміни позаклітинної вистилки альвеол виникають у вогнищах різних бактеріальних пневмоній. У цьому випадку частина А2, переважно у перифокальних альвеолах, здійснює компенсаторну продукцію сурфактанту. Інша картина спостерігається в органах дихання під час розвитку туберкульозного запалення, оскільки збудник негативно впливає на процеси внутрішньоклітинного синтезу сурфактанту. Безпосереднє введення мікобактерій туберкульозу в легені собак (пункція грудної клітки) показало, що дезорганізація цитоплазматичного ретикулуму та профілів мітохондрій спостерігається в А2 вже в перші 15-30 хвилин; через кілька годин альвеолоцити повністю руйнуються у місці інфекції. Швидкий розвиток дефіциту сурфактанту призводить до колапсу альвеол та швидкого поширення запального процесу в навколишню паренхіму. В альвеолах, що прилягають до вогнищ, переважають дрібні молоді А2 з поодинокими дрібними секреторними гранулами або великі клітини з ознаками вакуолізації внутрішньоклітинних структур, іноді з повністю зруйнованою цитоплазмою. У тих альвеолоцитах, де є розвинені елементи цитоплазматичної мережі та ламелярного комплексу, виявляються гігантські осміофільні ламелярні тільця (ГЛТ), що свідчить про затримку (гальмування) вивільнення внутрішньоклітинного сурфактанту на поверхню альвеол.

Математичне моделювання секреторної функції А2 у безфокальній паренхімі легень зі збільшеним функціональним навантаженням показало, що, незважаючи на збільшення об'єму та чисельної щільності зрілих секреторних гранул, резервний потенціал популяції суттєво не змінився. Було виявлено, що за умов підвищеної судинної проникності, розвитку гіпоксії та фіброзних змін у міжальвеолярних перегородках баланс процесів формування та дозрівання ОПТ порушується в бік переважання останніх. Прискорене дозрівання ОПТ часто призводить до збільшення електроннопрозорої речовини матриксу у складі секреторних гранул, тоді як вміст осміофільного сурфактантного матеріалу в них може бути незначним; пластинчастий матеріал поверхнево-активних речовин пухко упакований, займаючи лише 1/3-1/5 об'єму секреторної гранули. Появу значної кількості А2 з вакуолізованими ОПТ можна пояснити порушенням початкових стадій утворення секрету. Такі клітини зазвичай мають ультраструктурні ознаки руйнування (очищення цитоплазматичного матриксу, набряковий набряк мітохондрій, канальців цитоплазматичного ретикулуму та ламелярного комплексу), що свідчить про зниження процесів внутрішньоклітинної продукції сурфактанту.

Характерно, що зниження синтезу поверхнево-активних фосфоліпідів супроводжується появою нейтральних ліпідних гранул у цитоплазмі А2. Адекватним відображенням порушень ліпідного обміну в легенях, уражених туберкульозом експериментальних тварин та людини, є накопичення макрофагів-ліпофагів (пінистих клітин) різного ступеня зрілості в альвеолах та бронхоальвеолярному лаважному матеріалі. Паралельно спостерігається достовірне збільшення вмісту нейтральних ліпідів та зменшення частки загальних фосфоліпідів у лаважній рідині.

Однією з ранніх ознак руйнування сурфактанту в експерименті та клінічній картині туберкульозу органів дихання є втрата здатності його мембран формувати структури резервного матеріалу. Натомість на поверхні альвеол, у фагосомах альвеолярних макрофагів та безпосередньо в матеріалі бронхоальвеолярного лаважу можна побачити мембрани, скручені в клубки («гігантські шаруваті клубки») без характерної тривимірної організації. Про глибину деструктивних змін у системі сурфактанту також свідчить частота виявлення виділеного А2 у змиві. Ці дані корелюють з результатами біохімічних та фізико-хімічних досліджень легеневих сурфактантів.

З урахуванням усіх виявлених ознак, наразі для характеристики стану сурфактантної системи виділяють три ступені її порушень: легкий, тяжкий, поширений. Останній відображає підвищений ризик розвитку сурфактант-залежної дихальної недостатності у пацієнтів з поширеними деструктивними формами захворювання.

Результати досліджень показують, що в основі порушень, що виникають у сурфактантній системі легень під час туберкульозу, лежать процеси, пов'язані зі збільшенням проникності повітряно-гематологічного бар'єру:

• пошкодження сурфактанту на альвеолярній поверхні;
• метаболічні зміни та пошкодження А2;
• порушення механізмів виведення відпрацьованих поверхнево-активних речовин з альвеол.

Водночас дослідженнями встановлено, що основним цитологічним механізмом, що підтримує функціональний потенціал системи сурфактанту в легенях, змінених туберкульозним запаленням, є збільшення кількості гіпертрофованих А2, переважно в паренхімі легень, віддаленій від специфічного вогнища.

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

Генетичні аспекти схильності до туберкульозу

Перш ніж розпочати аналіз сучасного стану досліджень у галузі механізмів протитуберкульозного імунітету та імуногенетики туберкульозу, вважаємо за необхідне зупинитися на деяких загальних положеннях.

• По-перше, відомо, що мікобактерії розмножуються та знищуються переважно в макрофагах. Дуже мало даних (і вони суперечливі) вказують на те, що існують якісь фактори, які можуть знищувати мікобактерії позаклітинно.
• По-друге, немає переконливих доказів того, що система фагоцитів нейтрофілів відіграє значну роль у захисті від туберкульозної інфекції.
• По-третє, немає переконливих доказів того, що протитуберкульозні антитіла можуть знищувати мікобактерії позаклітинно або сприяти їхньому внутрішньоклітинному руйнуванню в макрофагах чи будь-яких інших типах клітин.
• По-четверте, існує велика кількість фактів, що підтверджують положення про те, що центральною ланкою протитуберкульозного імунітету є Т-лімфоцити, і що вони здійснюють свій регуляторний вплив через систему фагоцитів.
• По-п'яте, існує сукупність доказів того, що спадкові фактори відіграють значну роль в інфікуванні туберкульозом.

Дані, що вказують на важливу роль генетичних факторів у схильності до туберкульозу у людей, є досить переконливими. Перш за все, на це вказує той факт, що при надзвичайно високому рівні інфікованості M. tuberculosis (приблизно третина дорослого населення планети) захворювання розвивається лише у невеликої частини людей. На це також вказує різний рівень схильності до інфекції в різних етнічних групах та характер успадкування схильності та стійкості до туберкульозу в сім'ях з множинними випадками захворювання. Нарешті, доказом цього положення є значно підвищена конкордантність виникнення клінічно вираженого туберкульозу у монозиготних (однояйцевих) близнюків порівняно з дизиготними близнюками.

Традиційне генетичне тестування на туберкульоз

Роль головного комплексу гістосумісності та NRAMP*

Ідентифікація генів та їх алелів, експресія яких визначає чутливість або стійкість до туберкульозу, дозволила б не лише глибоко зрозуміти фундаментальні механізми імунітету та розвиток патологічного процесу при туберкульозі, але й наблизила б до реальності використання методів генетичного типування для виявлення осіб серед здорових людей з генетично підвищеним ризиком захворювання на туберкульоз, що вимагає пріоритетних профілактичних заходів, зокрема, спеціального підходу до вакцинації.

* - Білок макрофагів, пов'язаний з природною резистентністю - білок макрофагів, пов'язаний з природною резистентністю.

Існує значна кількість експериментальних досліджень, які показують роль низки генетичних систем та окремих генів (H2, BCG1, Tbc1, xid тощо) у резистентності (чутливості) до туберкульозу у мишей. У людини до найбільш вивчених генів належать гени головного комплексу гістосумісності (MHC) II класу, серед яких алельний комплекс родини HLA-DR2 (людина) виявляє досить високий ступінь асоціації зі збільшенням захворюваності в кількох етнічно віддалених популяціях, а алелі локусу HLA-DQ впливають на клінічну картину туберкульозу. Нещодавно було досягнуто перших успіхів в аналізі зв'язку гена NRAMP1 з туберкульозом у людей. Ці дані особливо варті уваги, оскільки цей ген має високий ступінь гомології з геном NRAMP1 (раніше називався BCG 1, оскільки він контролює сприйнятливість до M. bovisBCG), який селективно експресується в макрофагах мишей і який, безсумнівно, впливає на сприйнятливість до внутрішньоклітинних патогенів (включаючи мікобактерії).

Мутації з втратою функції

Було ідентифіковано кілька генів, зміни в яких, що призводять до повної втрати здатності кодувати функціонально активний продукт (нокаут гена), особливо вплинули на здатність мишей розвивати захисну імунну відповідь на мікобактеріальну інфекцію. Це гени, що кодують IFN-γ, IL-12, TNFα, а також рецептори клітин імунної системи до перелічених цитокінів. З іншого боку, при нокауті генів, що кодують IL-4 та IL-10, перебіг туберкульозної інфекції практично не відрізнявся від такого у мишей дикого типу (вихідних). Ці дані підтвердили на генетичному рівні первинну захисну роль при туберкульозі здатності імунної системи (перш за все, Т1-лімфоцитів) реагувати на інфекцію продукуванням цитокінів 1 типу, але не 2 типу.

Було продемонстровано застосовність цих даних до мікобактеріальних інфекцій у людей. У дуже рідкісних сім'ях, в яких діти страждали на рецидивуючі мікобактеріальні інфекції та сальмонельоз з раннього віку, надзвичайно висока сприйнятливість зумовлена гомозиготними неконсервативними мутаціями в генах, що кодують клітинні рецептори для IFN-γ та IL-12, успадкованими від батьків, гетерозиготних за цими мутаціями; як і очікувалося, при такому успадкуванні рідкісних мутацій шлюби виявилися тісно пов'язаними. Однак такі грубі порушення призводять до настільки високої сприйнятливості до інфекцій, що практично не дозволяють дитині вижити більше кількох років, та й то лише в майже стерильних умовах.

Ці ж міркування породжують дещо скептичну оцінку підходу моделювання інфекцій у тварин з нокаутними мутаціями в генах, що відіграють першочергову роль у захисті від цих інфекцій. Такі мутації призводять до експресії фенотипів, які не мають шансів на виживання за нормальних умов і були б швидко еліміновані шляхом селекції. Так, миші, які не експресують продукти MHC класу II і, як наслідок, не мають нормального пулу CD4-лімфоцитів, гинуть від дисемінованої інфекції через короткий час після інфікування M. tuberculosis. Дуже схожий перебіг туберкульозу спостерігається у людей з вираженим падінням кількості CD4-клітин на пізніх стадіях СНІДу. Вирішуючи питання генетичного визначення груп ризику та, загалом, для розуміння генетичних причин підвищеної сприйнятливості в межах нормального розподілу популяції, дослідник має справу з особинами, які, хоча й не є оптимальними (за цією ознакою), але цілком життєздатними. Цей аспект проблеми говорить на користь використання більш традиційних експериментальних моделей для генетичного аналізу, наприклад, міжлінійних відмінностей у перебігу туберкульозу у мишей.

Скринінг геному та раніше невідомі гени схильності до туберкульозу

Ще в 1950-х і 1960-х роках було показано, що успадкування ознак сприйнятливості та стійкості до туберкульозу у лабораторних тварин є складним і полігенним. У цій ситуації, по-перше, необхідно відібрати чітко виражені, «надзвичайно різні» фенотипи між сприйнятливими та стійкими тваринами чи особинами, тобто характеристики захворювання, а потім вивчити характер їх успадкування. По-друге, необхідно враховувати, що апріорі ми не маємо уявлення, скільки генів бере участь у контролі захворювання та як вони розташовані в геномі. Тому необхідно або заздалегідь зменшити генетичне різноманіття в досліджуваній популяції, розділивши їх за досліджуваною ознакою, використовуючи генетичні методи (що можливо лише в експериментах на тваринах), або провести скринінг усього геному, використовуючи статистичні методи кількісної генетики, а не менделівської генетики, або поєднати ці методи. Після розробки методів сканування геному з використанням ПЛР для мікросателітних ділянок ДНК та статистичної обробки та інтерпретації результатів, генетичний аналіз сприйнятливості до туберкульозу вийшов на новий рівень.

Вищезазначені підходи нещодавно були успішно застосовані в генетичних експериментах на лінійних мишах двома групами дослідників. Група авторів з Центрального науково-дослідного інституту туберкульозу Російської академії медичних наук разом з колегами з Центру вивчення резистентності хазяїна Університету Макгілла (Монреаль, Канада) та Королівського Стокгольмського інституту вперше провели геномний скринінг на успадкування тяжкості захворювання, спричиненого внутрішньовенним введенням високої дози штаму M. tuberculosis H37Rv мишам. Лінії A/Sn (резистентна) та I/St (чутлива) використовувалися як батьківські лінії з протилежною сприйнятливістю до туберкульозу. Було виявлено надійний зв'язок сприйнятливості у самок щонайменше з трьома різними локусами, розташованими на хромосомах 3, 9 та 17. Зовсім недавно було показано також зв'язок з локусами в проксимальній частині хромосоми 9 та центральній частині хромосоми 17 для самців. Найсильніший зв'язок зі сприйнятливістю було виявлено для локусу на хромосомі 9. Інша група дослідників у Сполучених Штатах провела скринінг геному миші, щоб визначити характер успадкування ознаки сприйнятливості у штаму M. tuberculosa Erdman. У комбінації ліній мишей C57BL/6J (резистентної в їхній моделі) та C3HeB/FeJ (чутливої) при аналізі гібридів F2, а потім потомства BC1, було картовано локус у центральній частині хромосоми 1, що контролює тяжкість захворювання. Після початкового картування за допомогою рекомбінаційного аналізу було досягнуто більш точної локалізації локусу, а його вплив на таку важливу фенотипічну ознаку, як тяжкість гранулематозного ураження тканини легень, було встановлено у мишей зворотного схрещування (покоління BC3), тобто після того, як генетична різноманітність серед досліджуваних тварин була значно зменшена за допомогою генетичних методів. Важливо зазначити, що картований локус, позначений як sst1 (схильність до туберкульозу 1), хоча й розташований на хромосомі 1, явно не ідентичний локусу NRAMP1. Про це свідчить як його локалізація на хромосомі, так і той факт, що миші C57BL/6 несуть алель чутливості до BCG для гена NRAMP1, але алель резистентності до туберкульозу M для локусу sst1.

Опубліковані в останні роки дані про наявність у геномі миші локусів, які принципово впливають на характер туберкульозного процесу, дозволяють сподіватися на значний прогрес у цій галузі та в аналізі генетичної схильності у людей. Фантастично швидкий прогрес у геномному аналізі, найімовірніше, дозволить дуже швидко здійснити перехід від генетики туберкульозу мишей до генетики туберкульозу людини, оскільки повна послідовність геному як людини, так і миші практично розшифрована.

Взаємодія макрофагів і мікобактерій

Макрофаги відіграють надзвичайно важливу роль у захисті від туберкульозної інфекції як на фазі розпізнавання антигену, так і на фазі знищення мікобактерій.

Після потрапляння мікобактерій у легені ситуація може розвиватися за чотирма основними закономірностями:

• первинна реакція хазяїна може бути достатньою для повного знищення всіх мікобактерій, тим самим усуваючи можливість розвитку туберкульозу;
• У разі швидкого росту та розмноження мікроорганізмів розвивається захворювання, відоме як первинний туберкульоз;
• при латентній інфекції захворювання не розвивається, але мікобактерії зберігаються в організмі в так званому стані спокою, і їхня присутність проявляється лише у вигляді позитивної шкірної реакції на туберкулін;
• У деяких випадках мікобактерії здатні переходити зі стану спокою у фазу росту, і латентна інфекція замінюється реактивацією туберкульозу.

Першою лінією захисту від інфекції після того, як мікобактерії досягли нижніх дихальних шляхів, є альвеолярні макрофаги. Ці клітини здатні безпосередньо пригнічувати ріст бактерій шляхом їх фагоцитування. Вони також беруть участь у широкому спектрі клітинних протитуберкульозних імунних реакцій – через презентацію антигену, стимуляцію накопичення Т-лімфоцитів у місці запалення тощо. Важливо зазначити, що специфічні механізми зв'язування вірулентних та відносно авірулентних штамів мікобактерій з фагоцитами можуть відрізнятися.

Існує достатньо доказів, які вказують на те, що процес утворення вакуолі або фагосоми під час взаємодії M. tuberculosis з мононуклеарним фагоцитом опосередковується приєднанням мікроорганізму до рецепторів комплементу (CR1, CR3, CR4), рецепторів манози або інших рецепторів клітинної поверхні. Взаємодія між рецепторами манози фагоцитарних клітин та мікобактеріями опосередковується, очевидно, глікопротеїном клітинної стінки мікобактерій – ліпоарабіномананом.

Цитокіни Т-хелперів 2 типу – простагландин Е2 та IL-4 – стимулюють експресію CR та MR, а IFN-γ, навпаки, пригнічує експресію та функцію цих рецепторів, що призводить до зниження адгезії мікобактерій до макрофагів. Також продовжують накопичуватися дані про участь рецепторів поверхнево-активних білків у прикріпленні бактерій до клітин.

Роль молекули CD14 (фагоцитарного маркера) була продемонстрована за допомогою моделі взаємодії між мікобактеріями та мікроглією, резидентними фагоцитами тканини мозку. Було виявлено, що антитіла до CD14 запобігають інфікуванню клітин мікроглії вірулентним лабораторним штамом H37Rv. Оскільки молекула CD14 не проникає через клітинну мембрану і, таким чином, не має прямого контакту з цитоплазмою, вона не здатна самостійно передавати сигнал, індукований ліпопротеїнами, а потребує корецептора для активації внутрішньоклітинних шляхів передачі сигналу. Найбільш ймовірними кандидатами на роль таких корецепторів є представники родини Toll-подібних рецепторів. Мікробні ліпопротеїни, шляхом активації цих рецепторів, можуть, з одного боку, посилювати захисні механізми організму хазяїна, а з іншого боку, викликати пошкодження тканин шляхом індукції апоптозу. Водночас апоптоз здатний пригнічувати імунну відповідь, знищуючи клітини, що беруть участь в імунних реакціях, тим самим зменшуючи пошкодження, що завдається тканинам.

Окрім вищезазначеного, видається цілком ймовірним, що значну роль у процесі прикріплення мікобактерій до фагоцитарних клітин відіграють так звані рецептори-«поглиначі», які розташовані на поверхні макрофагів і мають спорідненість до низки лігандів.

Доля M. tuberculosis після фагоцитозу полягає в пригніченні її росту макрофагами. Після потрапляння у фагосому патогенні бактерії піддаються впливу низки факторів, спрямованих на їх знищення. До таких факторів належать злиття фагосоми з лізосомами, синтез активних кисневих радикалів та синтез активних азотних радикалів, особливо оксиду азоту. Загибель мікобактерій усередині макрофага може відбуватися кількома механізмами в результаті складних цитокін-опосередкованих взаємодій між лімфоцитами та фагоцитами. Можливо, що здатність мікобактерій уникати токсичної дії активних кисневих та азотних радикалів є ключовим кроком у переході до латентної стадії інфекції. Здатність макрофага пригнічувати ріст M. tuberculosis суттєво залежить від стадії активації клітин (принаймні частково) та від балансу цитокінів (перш за все, ймовірно, тромбоцитарного фактора росту альфа (TGF-α) та IFN-γ).

Важливим компонентом механізму антимікобактеріальної активності макрофагів, очевидно, є апоптоз (запрограмована клітинна смерть). На моделі культивування M.bovis BCG у моноцитах було показано, що апоптоз (але не некроз) макрофагів супроводжується зниженням життєздатності фагоцитованих мікобактерій.

Роль Т-лімфоцитів у протитуберкульозному імунітеті

Відомо, що Т-лімфоцити є основним компонентом набутого імунітету при туберкульозній інфекції. Імунізація експериментальних тварин мікобактеріальними антигенами, як і перебіг туберкульозної інфекції, супроводжуються генерацією антигенспецифічних лімфоцитів CD4 ⁺ та CD8 ⁺.

Дефіцит CD4 та, меншою мірою, CD8 лімфоцитів, що спостерігається у мишей з нокаутом генів CD4, CD8, MHCII, MHCI, а також при введенні антитіл, специфічних до антигенів CD4 або CD8, призводить до значного зниження стійкості мишей до інфекції M. tuberculosis. Відомо, що хворі на СНІД, які характеризуються дефіцитом CD4 ⁺ лімфоцитів, мають надзвичайно високу чутливість до туберкульозу. Відносний внесок CD4 ⁺ та CD8 ^{+ лімфоцитів у захисну імунну відповідь може змінюватися на різних стадіях інфекції. Так, у гранульомах легень мишей, інфікованих M. bovis BCG, CD4+} T-лімфоцити переважають на ранніх стадіях інфекції (2-3 тижні), тоді як вміст CD8 ⁺ лімфоцитів збільшується на пізніших стадіях. Під час адоптивного переносу CD8 ^{+ лімфоцити, особливо їх субпопуляція CD44hl}, мають високу захисну активність. Окрім CD4 ⁺ та CD8 ⁺ лімфоцитів, інші субпопуляції лімфоцитів, зокрема γδ та CD4 ⁺ CD8 ^{+ лімфоцити,}, обмежені неполіморфними молекулами MHC класу CD1. також, очевидно, сприяють захисному імунітету проти туберкульозної інфекції. Механізми ефекторної дії Т-лімфоцитів зводяться переважно до продукування розчинних факторів (цитокінів, хемокінів) або цитотоксичності. При мікобактеріальних інфекціях відбувається переважне утворення Т1, характерними рисами якого є продукування цитокінів IFN-γ та TNF-α. Обидва цитокіни здатні стимулювати антимікобактеріальну активність макрофагів, що в першу чергу відповідає за захисну дію CD4-лімфоцитів. Крім того, IFN-γ здатний пригнічувати тяжкість запальних реакцій у легенях і тим самим зменшувати тяжкість туберкульозної інфекції. TNF-α необхідний для утворення гранульом, повноцінної співпраці макрофагів і лімфоцитів, а також захисту тканин від некротичних змін. Окрім захисної дії, TNF-α також має «патологічний» ефект. Його продукція може призвести до лихоманки, втрати ваги та пошкодження тканин – симптомів, характерних для туберкульозної інфекції. Т-лімфоцити не є єдиним джерелом TNF-α. Його основними продуцентами є макрофаги. Ефект TNF-α значною мірою визначається рівнем продукції інших цитокінів 1 та 2 типів у вогнищі запалення. В умовах переважної продукції цитокінів 1 типу та відсутності продукції цитокінів 2 типу TNF-α має захисну дію, а за одночасної продукції цитокінів 1 та 2 типів – деструктивну. Оскільки, як зазначалося вище, мікобактерії стимулюють переважно Т1-лімфоцити, перебіг мікобактеріальних інфекцій зазвичай не супроводжується збільшенням продукції IL-4 та IL-5. Водночас, при тяжких формах інфекції, а також на пізніх її стадіях, може спостерігатися локальне та системне збільшення продукції IL-4 та IL-5. Чи є підвищена продукція цитокінів 2 типу причиною більш тяжкої туберкульозної інфекції чи її наслідком, неясно.

Цитотоксичність щодо інфікованих клітин-мішеней проявляють як CD8 ⁺ клітини, так і «некласичні» CD8 ⁺ лімфоцити, обмежені молекулами CDlb, CD4 ⁺ CD8 ⁺ лімфоцити та CD4 ⁺ лімфоцити. Важливість цитотоксичності в захисті від туберкульозу підтверджується зниженням цитотоксичної активності CD8 ⁺ лімфоцитів та вмісту перфорину у хворих на туберкульоз порівняно зі здоровими донорами. Важливо відповісти на питання, як лізис інфікованих клітин-мішеней може впливати на перебіг інфекційного процесу: чи призводить він до зниження інтенсивності розмноження мікобактерій, які є внутрішньоклітинними паразитами, чи, навпаки, сприяє вивільненню мікобактерій з інфікованих макрофагів та інфікуванню нових клітин. Дані С. Стронгера (1997), здається, можуть сприяти розумінню цієї проблеми. Автори показали, що цитотоксичні лімфоцити містять молекули гранулізину, які мають бактерицидну дію на мікобактерії. Щоб гранулізин проник в інфіковані клітини, лімфоцити повинні секретувати білки, що утворюють пори в мембрані клітин-мішеней. Таким чином, вперше були отримані дані про пряме знищення мікобактерій (у макрофагах) Т-лімфоцитами, тим самим демонструючи можливість безпосередньої участі Т-лімфоцитів у захисті від мікобактеріальних інфекцій.

Регуляція Т-клітинної імунної відповіді

Реакція Т-лімфоцитів та продукція ними ефекторних цитокінів регулюються цитокінами, що продукуються антигенпрезентуючими клітинами, включаючи інфіковані макрофаги. IL-12 зміщує диференціацію Т-лімфоцитів у бік утворення Th1-клітин та стимулює продукцію IFN-γ. Інфікування мишей IL-12 ^% M.bovis BCG призводить до прогресуючого розвитку інфекції, посилення дисемінації мікобактерій та супроводжується відсутністю утворення гранульом у легенях. У мишей з IL-12p40 ^%, інфікованих M. tuberculosis, відзначається неконтрольований ріст мікобактерій, пов'язаний з порушенням як природної резистентності, так і набутого імунітету та зумовлений значним зниженням продукції прозапальних цитокінів IFN-γ та TNF-β. І навпаки, введення мишам рекомбінантного IL-12 з подальшим інфікуванням M. tuberculosis Erdmann призводить до підвищення їхньої резистентності до інфекції.

IL-10 – регуляторний цитокін, який стимулює розвиток реакцій гуморального імунітету та пригнічує багато реакцій клітинного імунітету. Вважається, що вплив IL-10 на Т-клітинну відповідь може бути опосередкований його дією на макрофаги: IL-10 пригнічує презентацію антигенів макрофагами та пригнічує синтез прозапальних цитокінів TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 та IL-12, GM-CSF, G-CSF макрофагами. IL-10 також має антиапоптотичний ефект. Такий спектр дії, здавалося б, повинен визначати значний вплив IL-10 на інтенсивність протитуберкульозного імунітету, проте дані про залежність захисного імунітету від продукції IL-10 є вкрай суперечливими.

TGF-β є унікальним фактором пригнічення клітинного імунітету. Рівень його продукування корелює з тяжкістю туберкульозу, а введення антитіл проти TGF-β або природних інгібіторів TGF-β мишам, інфікованим M. tuberculosis, коригує знижену Т-клітинну відповідь.

Слід зазначити, що ефекторна роль Т-лімфоцитів не обмежується продукцією цитокінів та клітинною цитотоксичністю. Інші процеси, що відбуваються під час встановлення прямого контакту між Т-лімфоцитами та макрофагами, а також продукція хемокінів Т-лімфоцитами, можуть робити значний внесок у розвиток місцевих запальних реакцій. Останні, у свою чергу, зумовлені не лише відповіддю макрофагів та Т-лімфоцитів. Нейтрофіли, еозинофіли, фібробласти, епітеліальні та інші клітини можуть бути активними учасниками процесів, що відбуваються в легенях під час туберкульозної інфекції.

Морфологічні дослідження процесу формування гранульом, а також результати визначення динаміки формування специфічної Т-клітинної відповіді дозволяють, на нашу думку, виділити кілька стадій взаємодії мікобактерій з макроорганізмом. Перша характеризується прогресуючою проліферацією мікобактерій за відсутності специфічної відповіді Т-лімфоцитів і триває близько 2-3 тижнів. Друга настає після формування зрілих Т-лімфоцитів і характеризується стабілізацією росту мікобактерій. Як правило, за цим настає стадія декомпенсації, яка збігається за часом з руйнуванням лімфоїдних утворень та появою некротичних змін у легенях. Ефект вакцини може бути зумовлений зниженням першої фази відповіді.