Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis

M. tuberculosis 15549x, SEM
clasificare stiintifica
Domeniu:bacteriiTip de:ActinobacteriileClasă:ActinobacteriileOrdin:MicobacterieneFamilie:MycobacteriaceaeGen:MicobacteriiVedere:Mycobacterium tuberculosis
Denumire științifică internațională
Mycobacterium tuberculosis ( Zopf 1883) Lehmann și Neumann 1896
Sinonime
conform site-ului LPSN [1] :
  • Bacterium tuberculosis Zopf 1883
  • Bacillus tuberculosis
    (Zopf 1883) Klein 1884
  • Mycobacterium tuberculosis typus humanus Lehmann și Neumann 1907
  • Mycobacterium tuberculosis var. hominis  Bergey et al. 1934

Mycobactérium tuberculósis  (lat.) , bacilul Koch ( MBT , BK ) este o specie de micobacterie , specia tip din familia Mycobacteriaceae , izolată la 24 martie 1882 de Robert Koch (24 martie a fost declaratăZiua Mondială a Tuberculozei de către OMS ).

Incluse în grupul de specii strâns înrudite MTBC ( în engleză  Mycobacterium tuberculosis complex ), ( M. tuberculosis , M. bovis , M. africanum , M. microti , M. pinnipedii și M. caprae ), capabile să provoace tuberculoză la om și unele animalelor. Este cea mai studiată specie din acest grup.

Bacteriile incluse în MTBC sunt foarte înrudite (aproximativ 99,9%) și sunt identice în secvențele de ARNr 16S .

Morfologia agentului cauzal al tuberculozei

MBT-urile sunt procariote ( nu există organele foarte organizate în citoplasmă  - aparatul Golgi , lizozomi ). De asemenea, nu există plasmide caracteristice unor procariote și altor tipuri de micobacterii , care asigură dinamica genomului microorganismelor . În esență, elementele dinamicii genomului sunt asigurate de capacitatea MBT de a muta, sau mai degrabă, de a muta secvența transpozonului IS6110, ceea ce asigură prezența în populație a indivizilor cu gene „dezactivate” de la locul de muncă, ceea ce asigură, de exemplu, rezistența indivizilor la anumite antibiotice.

Forma - baton usor curbat sau drept 1 - 10 microni in diametru 0,2 - 0,6 microni. Celulele cu o proprietate caracteristică de colorare rezistentă la acid și la alcool (la una dintre etapele de creștere) sunt aerofile și mezofile (interval de temperatură 37 - 42 ° C), cu toate acestea, în cursul vieții în condiții nefavorabile, metabolismul se poate schimba, iar celulele se transformă în microaerofile și chiar devin anaerobe . În ceea ce privește consumul de oxigen și dezvoltarea sistemelor de oxidază, micobacteriile sunt asemănătoare cu ciupercile adevărate. Vitamina K9 servește ca o legătură între NADH dehidrogenaza și citocromul b în sistemul de transfer al genului Mycobacterium . Acest sistem de citocrom seamănă cu cel al eucariotei mitocondriale . Este sensibil la dinitrofenol, precum și la organismele superioare. Tipul de respirație descris nu este singura sursă de formare a ATP. În plus față de O 2 -terminal, micobacteriile pot folosi lanțuri respiratorii care poartă electroni și se termină în nitrați (NO 3 - ). Rezerva sistemului respirator al micobacteriilor este și ciclul glioxilatului. Respirația fără oxigen (endogenă), care are loc într-o atmosferă cu o concentrație de oxigen mai mică de 1%, stimulează compușii azidici, care reduc oxidarea piruvatului sau trehalozei .

Tinctorial - slab Gram-pozitiv. Pentru diferențiere, colorați conform Ziehl  - Nelsen sau utilizați colorarea cu fluorocrom.

Micobacteriile sunt imobile, nu formează spori și capsule . De asemenea, nu există conidii. Ele cresc lent pe medii nutritive dense: la temperatura optimă, coloniile vizibile apar după 34-55 de zile (prezența L- asparaginei sau a glutamatului monosodic în mediu accelerează creșterea pe medii dens de 1,5 ori). Coloniile au adesea culoarea caracteristică fildeș, dar pot fi ușor pigmentate roz sau portocaliu, mai ales când cresc la lumină.

Pigmentul nu difuzează. Suprafața coloniilor este de obicei rugoasă (de tip R). În microcoloniile de M. tuberculosis (adică în stadiile incipiente) și în mediile nutritive lichide, se formează structuri care seamănă cu „împletituri” sau „împletituri” - un semn care este asociat cu factorul cordonului.

Adesea, micobacteriile cresc sub formă de colonii lipicioase sau ridate. Pe medii lichide, micobacteriile pot crește pe suprafețe. Pelicula uscată delicată se îngroașă în timp, devine încrețită și încrețită și capătă o nuanță gălbuie. Bulionul rămâne limpede, iar creșterea difuză poate fi realizată în prezența detergenților (surfactanți). Când este colorat cu fuchsin carbolic și albastru de metilen, Mycobacterium tuberculosis este detectat ca tije subțiri, ușor curbate, roșu-zmeură, care conțin un număr variabil de granule. Uneori puteți găsi opțiuni curbate sau răsucite. Microorganismele, situate singure, în perechi sau în grupuri, se evidențiază bine pe fundalul albastru al altor componente ale medicamentului. Nu este neobișnuit ca celulele bacteriene să formeze un număr roman „V”. În preparat, este, de asemenea, posibil să se detecteze forme alterate rezistente la acidul cocoid ale agentului patogen, structuri sferice rotunjite sau asemănătoare miceliului. În acest caz, un răspuns pozitiv trebuie confirmat prin metode suplimentare de cercetare (culturală) [2] .

Într-o celulă bacteriană, se diferențiază:

Proteinele (tuberculoproteinele) sunt principalii purtători ai proprietăților antigenice ale MBT și prezintă specificitate în reacțiile de hipersensibilitate de tip întârziat. Aceste proteine ​​includ tuberculina . Detectarea anticorpilor în serul sanguin al pacienților cu tuberculoză este asociată cu polizaharide. Fracțiunile lipidice contribuie la rezistența micobacteriilor la acizi și alcalii.

Metabolismul și dezvoltarea MBT în diferite condiții

MBT nu emite endo- și exotoxine , prin urmare, atunci când sunt infectate cu acestea, simptomele clinice strălucitoare, de regulă, nu apar. Odată cu multiplicarea MBT și formarea unei sensibilități crescute a țesuturilor la tuberculoproteine, apar primele semne de infecție (o reacție pozitivă la tuberculină).

MBT se înmulțește prin diviziune simplă în două celule. Ciclul de împărțire este de 14-18 ore. Uneori reproducerea are loc prin înmugurire, mai rar prin ramificare.

MBT este foarte rezistent la factorii de mediu. În afara corpului, rămân viabile multe zile, în apă - până la 5 luni. Dar lumina directă a soarelui ucide MBT în decurs de o oră și jumătate, iar razele ultraviolete - în 2-3 minute. Apa clocotită provoacă moartea MBT în sputa umedă după 5 minute, în sputa uscată - după 25 de minute. Dezinfectanții care conțin clor ucid MBT în 5 ore.

MBT, absorbit de macrofage în timpul fagocitozei , își păstrează viabilitatea pentru o lungă perioadă de timp și poate provoca boli după câțiva ani de existență asimptomatică.

MBT poate forma forme L , care au o rată metabolică redusă și virulență slăbită. Formele L pot persista (rămâne) în organism pentru o perioadă lungă de timp și pot induce (cauza) imunitatea antituberculoasă.

MBT poate exista sub formă de forme filtrabile foarte mici , care sunt izolate de la pacienții care au luat medicamente antituberculoase pentru o lungă perioadă de timp.

Genetica și evoluția Mycobacterium tuberculosis

Varietatea proprietăților unui microorganism dat este determinată de cromozomul său. Genomul complexului M. tuberculosis este foarte conservat. Reprezentanții săi au omologie de ADN în intervalul de 85-100%, în timp ce ADN-ul altor reprezentanți ai acestui gen este doar 5-29% omolog cu M. tuberculosis [3] . Genomul M. tuberculosis este mai mic decât cel al altor micobacterii. Patogenul clasic al tuberculozei umane, M. tuberculosis , are mai multe gene decât M. africanum și M. bovis , care și-au pierdut o parte din materialul genetic în timpul evoluției.

În 1998, a fost publicată secvența de nucleotide a cromozomului M. tuberculosis tulpina H37Rv , care este o tulpină „clasică” de muzeu. Cromozomul este o structură toroidală - peste 4000 de gene care codifică proteine, plus 60 de gene care codifică componentele funcționale ale ARN: un operon unic de ARN ribozomal, ARN 10Sa implicat în degradarea proteinelor cu ARN mesager atipic, 45 ARN de transport (ARNt), aproximativ 100 de lipoproteine.

O caracteristică a genomului complexului M. tuberculosis  este un număr mare de secvențe ADN repetitive. Astfel, în cromozomul M. tuberculosis H37Rv, există până la 56 de copii ale elementelor IS care asigură polimorfismul ADN al Mycobacterium tuberculosis (această caracteristică este utilizată în diagnosticarea PCR). Cele mai multe dintre ele, cu excepția elementului IS6110, sunt neschimbate. De regulă, 5 până la 20 de copii ale IS6110 sunt prezente în compoziția cromozomală a diferitelor tulpini de Mycobacterium tuberculosis, cu toate acestea, există tulpini care nu au acest element. Diferențele în numărul de copii și localizarea pe cromozomul acestor elemente genetice sunt utilizate pentru a diferenția tulpinile de Mycobacterium tuberculosis în epidemiologia moleculară. Cele mai avansate scheme de genotipare a micobacteriilor se bazează pe detectarea polimorfismului genomic cauzat de elementul IS6110. Divergența speciilor M. tuberculosis apare, de regulă, datorită recombinărilor între copiile elementului IS6110, care flanchează gene diferite.

De fapt, încă de la începutul utilizării terapiei cu antibiotice, a apărut fenomenul de rezistență la medicamente. Fenomenul se datorează faptului că micobacteriile nu au plasmide , iar rezistența populației microorganismelor la medicamentele antibacteriene a fost descrisă în mod tradițional în celula microbiană prin prezența plasmidelor R (din engleză  rezistență  - rezistență). Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, a fost observată apariția sau dispariția rezistenței la medicamente într-o tulpină de MBT. Ca rezultat, s-a dovedit că secvențele IS sunt responsabile pentru activarea sau dezactivarea genelor responsabile de rezistență.

Termenul „mutații ale MBT” a intrat în uz. Înseamnă rezistență la medicamentele antibacteriene detectate prin metode genetice (sonde ADN și PCR în timp real), totuși, trebuie înțeles că aici avem de-a face cu „pseudo-mutații” cauzate de introducerea temporară a secvenței IS într-o anumită regiune. a genei.

Un loc aparte îl ocupă familia genetică Beijing (Beijing) , identificată pentru prima dată în preparatele histologice ale țesutului pulmonar în anii 1956-1990. din suburbiile bolnave ale capitalei chineze. În acest grup, frecvența rezistenței multiple la medicamente este semnificativ mai mare decât în ​​rândul membrilor altor familii. Până în prezent, tulpini ale acestei familii au fost găsite în Asia, Africa de Sud, Caraibe și Statele Unite. Distribuția acestui genotip în diferite teritorii este determinată de caracteristicile etnice ale populației indigene și ale migranților. Recent, au fost obținute date privind distribuția tulpinilor genotipului S1/Beijing în nord-vestul părții europene a Rusiei (Sankt Petersburg), în unele regiuni din Siberia și, de asemenea, pe teritoriul Districtului Federal din Orientul Îndepărtat.

Patogeneza moleculară: interacțiunea micobacteriilor cu celula

Mycobacterium tuberculosis este clasificată ca o infecție intracelulară, care este asociată cu capacitatea lor ridicată de persistență . Infectează în primul rând macrofagele gazdei , dezvoltând strategii specifice de supraviețuire și reproducere în aceste celule foarte specializate. Folosind capacitatea macrofagelor de a forma organele specializate - fagozomi, micobacteriile au adaptat aceste organite pentru activitatea lor de viață, primind în același timp avantaje indubitabile necesare pentru a evita acțiunea mecanismelor de protecție „gazdă”, cum ar fi anticorpii și sistemul complementului .

Cu ajutorul receptorului manozei, precum și al receptorilor sistemului complement (CR1, CR3 și CR4), micobacteriile se leagă de membrana macrofagelor și sunt fagocitate în celulă. În interiorul fagozomului, micobacteriile îl remodelează în așa fel încât să perturbe procesul de maturare și fuziunea ulterioară cu lizozomul pentru a forma fagolizozomul.

Fagozom micobacterian

Spre deosebire de fagozomul normal, fagozomul micobacterian prezintă diferențe semnificative în compoziția membranelor și a conținutului lor intern. Micobacteriile întârzie maturarea fagozomului într-un stadiu incipient, împiedicându-l să fuzioneze cu lizozomul pentru a forma un fagolizozom, în care celulele microorganismelor sunt lizate. Prin urmare, acest fagozom are markeri de maturare timpurie (endozom timpuriu ), cum ar fi rab5  , coronin- 1 , în plus, există o interacțiune activă între endozomii timpurii și fagozomul micobacterian, care furnizează micobacteriilor nutrienți.

Vitalitate

MBT este foarte stabil în mediul înconjurător și rezistă chiar și la temperaturi ale aerului lichid (-180°C) timp de câteva săptămâni. Uscarea în vid poate păstra proprietăți patogene până la 18 ani [4] . M. avium poate supraviețui în solul îngrășat până la 9 ani. [patru]

Într-un loc întunecat și uscat (când sputa pacientului se usucă sau în praf), MBT durează până la 10-12 luni, în praful străzii (adică într-un loc uscat și luminos) bagheta lui Koch durează până la 2 luni, pe paginile cărților - până la 3 luni, în apă - până la 5 luni. [5]

În solurile argiloase , M.bovis rezistă până la 23 de luni [4] , în lapte crud  - până la 2 săptămâni, în produse lactate congelate la -8°C, până la 120 de zile [4] , în unt și brânză - până la un an.

Până în prezent, se crede că Mycobacterium tuberculosis, care se află în sputa uscată, rămân viabile atunci când aceasta din urmă este fiertă în mod deschis în 25 de minute. Micobacteriile sunt sensibile la produsele care conțin clor ( clor , cloramină etc.) și amine terțiare, precum și la peroxidul de hidrogen. [5] Într-o soluție de înălbitor de 20% , cultura MBT moare în 3-5 ore.

Cultivare

Ca mediu standard pentru cultivarea Mycobacterium tuberculosis , OMS recomandă mediul Loewenstein-Jensen pentru ou dens . În Rusia și în alte țări, mediul de ou Finn -II recomandat ca al doilea mediu standard cu un procent puțin mai mare de izolare a micobacteriilor [6] [7] a devenit larg răspândit . Pentru a crește probabilitatea de creștere a micobacteriilor, în prezent se recomandă inocularea materialului patologic pe 2-3 medii în același timp.

Note

  1. ↑ LPSN: Genul Mycobacterium . Preluat la 21 iunie 2015. Arhivat din original la 5 iulie 2017.
  2. ↑ L. B. Borisov. Microbiologie medicală, virologie și imunologie. - MIA, 2005. - S. 154-156. — ISBN 5-89481-278-X .
  3. ↑ M. I. Perelman . Conducerea națională. Ftiziologie. - M. : GEOTAR-Media, 2007. - S. 75-91. - ISBN 978-5-9704-0490-4 .
  4. ↑ 1 2 3 4 R. A. Nuratinov, N. Kh. Mesrobyan. Aspecte ecologice ale existenței populației de micobacterii (Rusia) // Tuberculoza și bolile pulmonare: jurnal. - M. : SRL „NEW TERRA”, 2014. - Nr 2 . - S. 3-9 . - doi : 10.21292/2075-1230-2014-0-2-43-47 . Arhivat din original pe 12 decembrie 2021.
  5. ↑ 1 2 Acad. RAMS A. G. Khomenko, membru corespondent. RAMS V. I. Litvinov. TUBERCULOZA / ed. acad. RAS E. I. Chazova. - M. : Medicină, 1996. - 496 p. - ISBN 5-225-00967-0 .
  6. ↑ Despre îmbunătățirea măsurilor anti-tuberculoză în Federația Rusă. - N 109. - Ministerul Sănătății al Federației Ruse, 21.03.2003.
  7. ↑ Medii pentru cultivarea Mycobacterium tuberculosis (link inaccesibil) . Consultat la 4 decembrie 2010. Arhivat din original la 16 iunie 2013. 

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
Taxonomie