Патогенез и патоморфология туберкулеза
Туберкулез - хроническая болезнь животных и человека (чахотка). Вызывается mycobacterium tuberculosis. Характеризуется образованием в органах и тканях туберкулов (бугорков), подвергающихся казеозному некрозу и иногда петрификации.
1889г. - Морган описал как чахотку. В конце 19 века - "жемчужница", которая рассматривалась как одно из течений сифилиса. В 1882г. Кох доказал, что возбудитель это бактерия.
Пути заражения: алиментарно, контактный, половой, аэрогенный.
Возбудитель: кислотоспитрощелочеустойчивая полиморфная палочка, 4-5 мкм, спор нет, окраска по Циль-Нильсону, Гр+.
Различают 3 типа: M. Humanus (человека),
M. bovis (бычий тип),
M. avis (птичий).
Болезнь развивается в определенных условиях: плохое питание, повышенная влажность и другие условия, которые приводят к понижению резистентности.
География: широко распространена, но в Дании, Англии и других высокоразвитых странах не регистрируется.
Чувствительность: к M. Humanus - человек, крс, мрс, свиньи, собаки, кошки, обезьяны; к M. bovis - крс, козы, свиньи, плотоядные, человек, лошади, овцы; к M. avis - птицы, барсуки, менее чувствительны крс, свиньи, человек.
Патогенез: при внедрении возбудитель вызывает воспалительную реакцию с образованием туберкулезной гранулемы. Она имеет специфическую структуру: внешне-бугорок, который с развитием процесса подвергается казеозному распаду, обызвествлению и инкапсуляции. Это называют первичным туберкулезным аффектом (даже если есть невосприимчивость организма).
Различают аффект: 1. полный - развитие гранулемы на месте внедрения и в региональном лимфоузле;
2. Неполный - только на месте внедрения. Может быть так, что на месте внедрения гранулема не развивается, но развивается в региональном лимфоузле. Кровь и лимфа разносят возбудителя в органы и ткани, что приводит к появления вторичных (метастазических) гранулем. Это явление называется генерализованный туберкулез. Структура гранулемы: на место внедрения поступают нейтрофилы и гистеоциты. Клетки здесь погибают и образуют дентрит (причем гибель клеток идет по типу кариолизиса и кариопикноза). Вокруг этого участка располагается эпителиоидные клетки, лимфоидные клетки, Т-лимфоциты, ближе к периферии обнаруживают гигантские клетки Пирогова-Лангханса (эти клетки характерны и важны для диагностики). Далее располагаются фибробласты и фиброциты, образуя соединительно-тканную капсулу; на границе со здоровой тканью может быть скопление возбудителя. Через 1-3 месяца этот бугорок претерпевает петрификацию.
Если возникает воспаление, то оно протекает по типу пролиферативного (при благоприятных условиях) и по типу экссудативного воспаления (при неблагоприятных условиях). Если вокруг туберкула обнаруживают перифокальную зону (красная кайма), то это говорит об обострении туберкулезного процесса, т. е. переходу пролиферативного воспаления в экссудативное.
По форме и величине туберкулез может быть
1. Миллиарный (у свиней, кур) -размер до просяного зерна, ядро в центре;
2. Узелковый (течение по пролиферативному типу):
а) мелкоузелковый (до горошины);
б) среднеузелковый (горошина-грецкий орех);
в) крупноузелковый (более грец. ореха);
3. Очаговый (протекает по экссудативному типу):
а) мелкоузелковый;
б) среднеузелковый;
в) крупноузелковый.
Диагноз ставится комплексно. В благополучном хозяйстве постановка диагноза должна быть обязательно подтверждена вскрытием и лабораторным исследованием. Патологический материал берут на границе со здоровой тканью (с захватом здоровой ткани). Фиксация для бактериологического исследования 30% глицерином, для гистологического исследования- 10% нейтральный раствор формалина.
Патологоанатомические изменения.
Туберкулез легких: протекает чаще в виде мелкоузелковых поражений и пневмоний пролиферативного и экссудативного типа.
*Ацинозная пневмония-характеризуется очажками, ограниченными ацинусом-совокупностью легочных альвеол, обслуживаемых конечной бронхиолло. *Ацинозно-нодозная пневмония возникает в результате слияния смежно расположенных ацинозных очажков.
*Лобулярная пневмония-возникает при поражении в пределах легочной дольки. Как правило всегда поражаются региональные лимфоузлы (бронхиальные, средостенные). *Лобарная пневмония характеризуется казеозным некрозом целых легочных долей, чаще передних.
Туберкулез серозных покровов - "жемчужница" у крс, характеризуется образованием множества узелков, каждый из которых имеет строение туберкула (это обьясняется сильным развитием системы лимфатических сосудов в серозных покровах). У других животных-в виде казеозного плеврита, перитонита или перикардита с отложением на покровах казеозных масс и образованием туберкулов. Почки, печень, региональные лимфоузлы - миллиарное, крупноочаговое или очаговое поражение. ЖКТ-на слизистой оболочке открытые узелки с казеозом в центре, которые потом слущиваются и образуются язвы с валикообразным обрамлением.
Туберкулез лимфоузлов: узелковый, диффузный или лучистый казеоз, увеличены, бугристые, с очагами петрификации.
Костный мозг - (обычно поражается у плотоядных, но может и у других) миллиарное или крупноузелковое поражение (как при генерализованном туберкулезе).
Половые органы - контактное заражение, проявляется в виде узелкового или крупноузелкового поражения. У животных-при попадании возбудителя с подстилки.
Глаза - поражение при генерализованном туберкулезе (но может быть и при первичном туберкулезе).
Скелетные мышцы-при генерализованном туберкулезе, поражаются редко в виде отдельных туберкулов.
Туберкулез костей - у млекопитающих встречается редко, за исключением человека; поражаются части тела позвонков в виде казеозного некроза с полным или частичным их разрушением (искривление позвоночника).
В основе туберкулезного воспаления лежат три классических вида тканевых реакций:
• альтерация (некроз);
• экссудация (приток клеток и жидкостей из сосудов);
• пролиферация (размножение клеток в очаге воспаления).
В зависимости от иммунологического состояния организма и степени патогенности микобактерий преобладает та или другая реакция. На этом основано все многообразие форм туберкулеза легких и их течения.
Различные сочетания патоморфологических проявлений создают предпосылки для чрезвычайно большого разнообразия туберкулезных изменений, особенно при хроническом течении заболевания со сменой периодов обострения и затихания процесса. К этому необходимо добавить и различные осложнения, связанные с особенностями специфического процесса, такими как распространение МВТ с током лимфы или крови, разрушение пораженного органа с образованием каверны, поражение сосудов с развитием кровохарканий и легочных кровотечений, нарушение обменных процессов с развитием амилоидоза внутренних органов и др.
Разнообразие морфологических реакций в органах и тканях при туберкулезе зависит от патогенеза, формы, стадии, локализации и распространенности патологического процесса и в первую очередь связано с состоянием и функциональной активностью иммунной системы организма человека в момент развития специфического воспаления.
Различия в морфологических реакциях специфического воспаления при первичном и вторичном туберкулезе в эксперименте показал еще Р. Кох. После первичной подкожной прививки здоровой морской свинке МБТ в этом месте через 10—14 дней возникает незаживающая язва, обязательно поражаются регионарные лимфатические узлы. Повторное введение МБТ также приводит к образованию язвы, но при этом не поражаются регионарные лимфатические узлы (феномен Коха).
К специфическим изменениям относят туберкулезное воспаление, которое выражается в трех основных формах воспалительных реакций:
• продуктивное (с развитием гранулем);
• экссудативное (с развитием экссудата);
• некротическое, или творожистое (с развитием первичных некрозов ткани).
Продуктивное воспаление в легких развивается при незначительном снижении неспецифической и иммунологической реактивности организма.
С течением времени казеозные изменения подвергаются медленному рассасыванию с последующим склерозом, фиброзом и инкапсуляцией по периферии самого некроза, а при специфическом лечении гранулема может подвергаться фиброзному превращению с отложением солей извести.
Эти процессы наблюдаются при очаговом, ограниченном диссеминированном и инфильтративном туберкулезе легких, туберкулеме,а также при ограниченных внелегочных туберкулезных поражениях в лимфатических узлах, головном мозге, костях, суставах и других органах. Иммунологические исследования у данной категории больных не выявляют нарушений как в количественном соотношении, так и в снижении функциональной активности иммунокомпетентных клеток.
Такие формы туберкулеза, как правило, выявляют у больных при регулярных профилактических обследованиях, они протекают бессимптомно или малосимптомно.
При прогрессировании процесса наблюдается увеличение казеозного некроза, усиливается инфильтрация грануляционной ткани макрофагами и лимфоидными клетками, а также нейтрофилами. Специфический процесс распространяется контактным и лимфогенным путями.
Экссудативное воспаление в легких имеет характер неспецифической пневмонии и характеризуется острым альвеолитом и очаговым или диффузным выпотом фибрина, лейкоцитов, иногда эритроцитов. В данном случае имеет место так называемая фаза неспецифического воспаления.
У больных с преобладанием экссудативного компонента воспаления иммунодефицит характеризуется умеренно сниженными количественными и функциональными нарушениями в системе клеточного иммунитета.
Постепенно по периферии появляются специфические гранулемы, характерные для туберкулезного воспаления. Возникают участки лобулярной специфической пневмонии с поражением бронхов (бронхолобулярные инфильтраты), с тенденцией к слиянию и распространению процесса в пределах 1—2 сегментов, реже — доли легкого. Туберкулезные инфильтраты в легких подвергаются казеозному превращению. При этом казеозные массы плохо рассасываются и имеют тенденцию к расплавлению и формированию каверн. Образующаяся каверна служит источником поступления МБТ в другие отделы легких и образования новых очагов, инфильтратов и каверн.
При заживлении массы казеозного некроза уплотняются, в последующем отмечается отложение мелких зерен солей кальция. В грануляционной ткани увеличивается количество фибробластов и фибрилл коллагена, объединяющихся в коллагеновые волокна, которые образуют соединительнотканую капсулу вокруг туберкулезного очага. В последующем специфическая грануляционная ткань все больше замещается фиброзной.
Эти процессы относят к распространенному инфильтративному деструктивному туберкулезу легких и внелегочным кавернозным поражениям.
В клинической картине у таких больных на первый план выходит синдром интоксикации, при распаде легочной ткани и формировании каверн в легких — бронхолегочные проявления, а при кавернах в других органах — органные проявления в центральной нервной системе (ЦНС), костях, почках и т.д. Чем больше объем поражения с экссудативно-казеозными изменениями, тем острее клинические проявления заболевания. При внелегочных локализациях отмечается нарушение функций пораженного органа.
При творожистом некрозе отмечаются значительные функциональные нарушения, сочетающиеся с выраженным количественным дефицитом Т-клеток и макрофагов; особенно это характерно для пациентов с сочетанием туберкулеза и ВИЧ-инфекции.
Творожистый некроз ткани легкого характеризуется образованием обширных долевых и лобарных поражений легочной ткани, состоящих из сливающихся друг с другом очагов первичного некроза легочной ткани с очень скудной специфической клеточной реакцией эпителиоидных клеток, лимфоцитов и преобладанием нейтрофилов. Творожистый некроз наблюдается в неизмененной ткани легкого, иногда с последующим развитием специфических гранулем вокруг участков некроза. Это отличает данный вид специфического поражения от экссудативного воспаления, где экссудат (а не некроз) — доминирующий компонент специфического воспаления.
Данный вид специфического поражения легочной ткани выделен в отдельную клиническую форму — казеозную пневмонию, одну из острых и злокачественных разновидностей течения болезни. При внелегочных поражениях развитие творожистого некроза приводит к полному разрушению пораженного органа.
При творожистом воспалении наряду с развитием некроза имеются системное поражение микроциркуляторного русла продуктивного характера, а также тромбогеморрагические изменения, ведущие к ишемии и быстрому некрозу пораженных участков легкого или других органов. Сосудистые поражения носят универсальный характер и касаются как вен, так и артерий: в одних случаях они проявляются периваскулярной клеточной инфильтрацией мононуклеарного характера, в других воспалительная инфильтрация может захватывать все слои стенки сосуда, когда развивается деструктивный васкулит и наблюдаются фибриноидные некрозы сосудов.
При этом виде специфического воспаления быстро наступает творожистое перерождение жидких и клеточных элементов воспалительного экссудата с образованием вначале сухих, а затем разжиженных некротических масс. Патогистологические исследования обнаруживают в легких картину пневмонии смешанного типа. В одних альвеолах находится масса фибрина и лейкоцитов, а в других преобладает скопление жидкого экссудата или мононуклеарных клеток. Очень быстро может наступать организация фибрина, что дает картину карнификации (патологическое изменение легочной ткани, при котором она приобретает консистенцию и вид сырого мяса). В процесс обязательно вовлекается висцеральная и париетальная плевра с формированием плевральных казеозных наслоений. Нарастание творожистого некроза, который быстро, иногда в течение 2—3 нед, распространяется на все большие участки легочной ткани, нередко сопровождается секвестрацией некротизированных участков легкого. При этом образуются секвестрирующие полости неправильной формы с неровными и нечетко контурированными краями или гнойным размягчением казеозных масс с формированием каверн разной величины — от мелких до гигантских.
При творожистом некрозе патологические изменения начинаются в респираторной части ацинуса, а затем очень быстро поражают весь ацинус, вызывая образование вначале казеозных эндобронхиолитов, а затем казеозных эндобронхитов в более крупных бронхах.
Остроразвиваюшиеся и морфологически необратимые поражения легких при творожистом некрозе сопровождаются выраженным синдромом интоксикации и инфекционно-токсическим шоком, бронхо-легочными проявлениями с развитием дыхательной недостаточности, а также глубокими метаболическими и гемодинамическими изменениями всех внутренних органов (ЦНС, сердечнососудистой системы, печени, почек, надпочечников и др.).
Процессы заживления при творожистом некрозе идут замедленными темпами ввиду обширности морфологических повреждений легкого и большой микобактериальной популяции. Один из редких исходов творожистого некроза при эффективной химиотерапии — развитие цирроза. Однако клиническое излечение возможно только при оперативном лечении и удалении основного очага специфического поражения легких и других органов.
В сердечно-сосудистой и нервной системе, кроветворных органах, серозных оболочках и других могут появляться так называемые токсико-аллергические, или параспецифические, реакции как результат антигенемии и связывания антигенов МВТ с белками крови с образованием крупных специфических иммунных комплексов. Морфологически эти изменения проявляются очаговой или диффузной макрофагальной и лимфоцитарной инфильтрацией в результате поражения этими комплексами соответствующих органов и систем.
Течение и исходы туберкулеза следует рассматривать только в условиях проводимого лечения противотуберкулезными препаратами (специфическая химиотерапия), которые должны назначаться всем больным активным туберкулезом легких. В процессе химиотерапии отмечается ее разрушающее влияние на возбудитель, вследствие чего резко снижается количество МВТ и создаются благоприятные условия для развития репаративных процессов.
Вместе с тем при применении химиотерапии отмечается разное течение туберкулезного процесса:
• регрессия с последующим заживлением и клиническим излечением;
• стабилизация без клинического излечения с сохранением каверны или других изменений;
• временное затихание воспалительного процесса с последующим возникновением обострения;
• развитие хронического процесса или прогрессирование заболевания.
Эпидемиология туберкулеза. Изучением возникновения и распространения любого инфекционного заболевания в популяции людей, в том числе и туберкулеза, занимается эпидемиология. Конкретный механизм, определяющий возникновение эпидемий среди населения, получил название эпидемического процесса.
Основоположник современного учения об эпидемическом процессе профессор Л.В. Громашевский выделил в его структуре три основных звена:
• источник инфекции;
• пути и механизмы передачи инфекции;
• восприимчивый организм.
Источники инфекции. Источники инфекции при туберкулезе:
• человек, больной открытой формой туберкулеза легких;
• животные (чаще крупный рогатый скот), больные туберкулезом.
Основной источник инфекции — человек, больной открытой, или заразной, формой туберкулеза, выделяющий с мокротой во внешнюю среду МВТ. Это, как правило, больные с воспалительными изменениями и кавернами в легких. МВТ в мокроте у таких больных могут быть выявлены двумя методами:
• микроскопией мокроты (с окраской по методу Циля-Нильсена и методом люминесцентной микроскопии);
• посевом мокроты на питательные среды.
Именно эта категория больных в настоящее время составляет основной резервуар туберкулезной инфекции в человеческой популяции. Поданным ВОЗ, один такой больной может за сутки выделять до 7 млрд МВТ.
Второй по значимости источник заражения — животные, больные туберкулезом, чаще крупный рогатый скот, выделяющие МБТ с физиологическими выделениями, в том числе с молоком. При этом наибольшая опасность создается для животноводов и других работников, контактирующих с больными животными, а также для лиц, употребляющих сырое молоко.
Остальные животные имеют меньшее эпидемическое значение. Такими источниками могут быть свиньи, овцы, собаки, кошки и мыши.