Patogeneza tuberkuloze

Razvoj tuberkulozne upale ovisi o reaktivnosti organizma i stanju njegove obrane, virulenciji mikobakterija tuberkuloze i trajanju njihove perzistencije u plućima. Djelovanje različitih čimbenika infektivnog procesa može objasniti veliku raznolikost tkivnih i staničnih reakcija dišnog odjela, gdje se specifične promjene kombiniraju s nespecifičnim, na ovaj ili onaj način utječući na manifestaciju i ishod glavnog procesa.

Svaka faza je složen skup strukturnih promjena u različitim tjelesnim sustavima i dišnim organima, popraćen dubokim promjenama u metaboličkim procesima, intenzitetu metaboličkih reakcija dišnog odjela, a odražava se u morfofunkcionalnom stanju njegovih staničnih i nestaničnih elemenata. Od velike je važnosti proučavanje najranijih mehanizama razvoja tuberkulozne upale, utvrđenih posljednjih godina.

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

Poremećaji mikrocirkulacije i stanje aerohematske barijere

Unutar 24 sata nakon intravenske primjene Mycobacterium tuberculosis u pluća miševa, dolazi do karakterističnih promjena u mikrocirkulacijskom sloju: širenje profila vaskularne kapilarne mreže, može se uočiti stvaranje mulja eritrocita s parijetalnim rasporedom polimorfonuklearnih leukocita. Elektronsko-mikroskopska analiza endotelne sluznice plućnih kapilara otkriva aktivaciju luminalne površine stanica, znakove razvoja unutarstanične edema s dezorganizacijom mikropinocitotičkih vezikula i njihovim spajanjem u velike vakuole. Područja edematozne, pročišćene citoplazme endoteliocita mjestimično tvore izbočine u obliku jedra, koje se razlikuju po količini i veličini u različitim mikrožilama. U nekim slučajevima opaža se lokalno odvajanje njihovih citoplazmatskih nastavaka od temeljnog bazalnog sloja, labavljenje i zadebljanje potonjeg.

Bez obzira na način unošenja mikobakterije tuberkuloze, u svim modelnim pokusima u prvih 3-5 dana opaža se povećanje propusnosti aerohematske barijere, što se vidi po nakupljanju tekućine u intersticiju, razvoju unutarstanične edema ne samo endoteliocita, već i alveolocita 1. tipa (A1). Promjene utječu na njihove citoplazmatske procese, u kojima se pojavljuju područja bistre, edematozne citoplazme, sposobne za izbočenje u intraalveolarni prostor.

Na mjestima generalizacije mycobacterium tuberculosis i razvoja pneumoničnih žarišta, stvaranja primarnih granulomatoznih nakupina mononuklearnih stanica i polimorfonuklearnih leukocita, određuje se A1 s jako zadebljanim, mjestimično uništenim citoplazmatskim procesima, područjima izložene bazalne membrane. U mnogim alveolocitima 2. tipa (A2) dolazi do oticanja apikalnih mikrovila, neravnomjernog širenja mitohondrijskih profila i citoplazmatskog retikuluma. Hiperhidracija alveolarnog epitela mjestimično je popraćena oslobađanjem tekućine, plazma proteina i staničnih elemenata upale u intraalveolarni prostor.

Suvremene studije mikrocirkulacije utvrdile su vodeću ulogu vaskularnog sustava u razvoju početnih faza upale. Stimuliran citokinima, endotel luči biološki aktivne tvari - adhezivne molekule (selektine, integrine), različite medijatore (metabolite arahidonske kiseline) i faktore rasta, kisikove radikale, dušikov oksid itd., osiguravajući interakciju između endotela i polimorfonuklearnih leukocita, kao i između drugih staničnih elemenata upale. Utvrđeno je da L-selektin posreduje takozvani efekt "kotrljajućeg neutrofila", što je početna faza adhezije ovih stanica na endotel. Druga vrsta selektina, P-selektin, nakon djelovanja histamina ili metabolita kisika na endotelne stanice, translocira se na njihovu površinu, olakšavajući adheziju neutrofila. E-selektin se također detektira na površini endotelnih stanica aktiviranih citokinima; uključen je u proces interakcije između endotela postkapilarnih venula i T-limfocita.

Citokini koje luče mono- i polinuklearne stanice uzrokuju strukturnu preuredbu citoskeleta endotelnih stanica, što dovodi do njihove kontrakcije i povećane propusnosti kapilara. Zauzvrat, prolaz polimorfonuklearnih leukocita kroz stijenku krvnih žila može biti popraćen njezinim oštećenjem i povećanom propusnošću za tekućinu i proteine plazme, a promjena sastava ili aktivnosti adhezivnih molekula dovodi do povećane migracije monocita i limfocita, osiguravajući daljnji razvoj upalne reakcije. Nastaje u dišnim organima kao odgovor na uvođenje Mycobacterium tuberculosis, a utječe na sve strukture dišnog sustava.

Tijekom formiranja i sazrijevanja tuberkuloznih granuloma, tj. u drugoj fazi razvoja specifičnog procesa, povećavaju se poremećaji u strukturi interalveolarnih septa. Edem, proliferacija stanica i fibrilogeneza u intersticiju značajno mijenjaju morfofunkcionalno stanje respiratornog epitela, posebno u blizini žarišta upalne reakcije. Poremećaji u uvjetima mikrookoliša i vitalnoj aktivnosti alveolocita negativno utječu na funkcionalno stanje aerohematičke barijere i izmjenu plinova u plućima.

Uz već uočene promjene u interalveolarnim septama u zoni edema, pozornost privlače i izražene destruktivne promjene u alveolarnom epitelu, koje se mogu pratiti na njegovom značajnom dijelu. One zahvaćaju obje vrste alveolocita i imaju jedan smjer - edematozno oticanje unutarstaničnih organela, što dovodi do disfunkcije, a zatim i stanične smrti. U intraalveolarnom sadržaju mogu se otkriti fragmenti uništenih alveolocita, uključujući A2. Ovdje se nalaze i makrofagni elementi, polimorfonuklearni leukociti, kao i značajan broj eritrocita i eozinofila, što odražava visoku propusnost kapilarne mreže. Među uništenim stanicama određuju se fibrinske niti i njihovi konglomerati.

U alveolama koje zadržavaju zrak mogu se uočiti i znakovi edema tkiva i staničnih struktura interalveolarnih septa. Osim toga, na površini alveolarnog epitela događaju se procesi stvaranja mjehurića, što odražava početne faze uništavanja aerohematičke barijere i "poplave" alveola. U završnoj fazi razvoja tuberkulozne upale uočava se progresivno povećanje distrofičnih i destruktivnih promjena u strukturnim komponentama završnih dijelova pluća, posebno u područjima plućnog parenhima koja graniče s kazeozno-nekrotičnim žarištima ili žarištima tuberkulozne pneumonije. Poremećaji mikrocirkulacije su rašireni.

Transkapilarni prolaz proteina plazme krvi potiče ulazak cirkulirajućih imunoloških kompleksa (CIK) u intersticij pluća, potičući razvoj imunoloških i sekundarnih imunopatoloških reakcija u njemu. Uloga potonjih u patogenezi tuberkuloze je dokazana, a uzrokovana je intrapulmonalnim taloženjem CIK-a, defektom u fagocitnom sustavu i neravnotežom u proizvodnji citokina koji reguliraju međustanične interakcije.

Površina zračnog plućnog parenhima smanjena je na 30% površine presjeka, njegova područja se izmjenjuju s područjima izraženog intraalveolarnog edema, distelektaze i atelektaze, emfizematoznog širenja alveola. Unatoč progresivnoj prirodi razvoja neliječene tuberkulozne upale, u plućnom parenhimu bez žarišta odvijaju se kompenzacijski i restorativni procesi. Kao što su naša istraživanja pokazala, u perifokalnoj zoni upale funkcionalna aktivnost A2 usmjerena je uglavnom na održavanje integriteta alveolarnog epitela, obnavljanje populacije A1, koja je najosjetljivija na djelovanje čimbenika tuberkuloznog procesa. Činjenica sudjelovanja A2 u procesima regeneracije kao staničnog izvora respiratornog epitela danas je općepriznata. Značajno povećanje proliferativne aktivnosti A2 u tim zonama naznačeno je otkrivanjem 6-10 mladih alveolocita smještenih u blizini - "pupoljaka rasta" s ujednačenom dobro razvijenom nuklearnom strukturom, značajnim sadržajem mitohondrija i poliribosoma u citoplazmi, malim brojem sekretornih granula. Ponekad se u tim stanicama mogu vidjeti mitotičke figure. Istodobno, alveolociti srednjeg tipa, koji odražavaju transformaciju A2 u A1, izuzetno su rijetki. Funkcija izmjene plinova organa održava se zbog alveolarne hipertrofije, stvaranja točaka rasta i transformacije A2 u A1 u udaljenim područjima plućnog parenhima. Ovdje se također opažaju ultrastrukturni znakovi aktivne sekretorne funkcije A2.

Ovi podaci koreliraju s rezultatima elektronskog mikroskopskog pregleda alveolarnog epitela u kirurškom materijalu. U bolesnika s cijeljenjem žarišta tuberkulozne infekcije formiraju se adenomatozne strukture koje nalikuju alveolarnim kanalima. Stanice koje ih oblažu imaju ultrastrukturu A2, čuvajući pojedinačne sekretorne granule. Karakteristično je da ne dolazi do transformacije A2 u A1 (ne otkrivaju se alveolociti intermedijarnog tipa), što ne dopušta da se ove strukture klasificiraju kao novonastale alveole, kako su primijetili neki autori.

Procesi obnove respiratornog epitela, stvaranje prijelaznih alveolocita opažaju se samo u udaljenijem plućnom parenhimu, gdje se određuju nodularni izrasli alveolocita koji odgovaraju "pupoljcima rasta". Ovdje se također provodi glavna funkcija izmjene plinova pluća, stanice aerohematičke barijere imaju dobro razvijenu ultrastrukturu s velikim brojem mikropinocitnih vezikula.

Proučavanje različitih modela tuberkulozne upale pokazalo je da razvoj specifične upale u plućima nije povezan samo s određenim destruktivnim promjenama u respiratornom dijelu izravno u žarištima infekcije, već zahvaća cijeli plućni parenhim, gdje se uočavaju znakovi oštećene mikrocirkulacije. povećana propusnost krvnih žila interalveolarnih septa. S napredovanjem upalnog procesa pojačavaju se pojave edema, što utječe na stanje alveolocita, posebno A1. Lumeni mnogih alveola djelomično su ili potpuno ispunjeni tekućinom i staničnim elementima upale. Hipoksija i fibrozne promjene u interalveolarnim septama utječu na funkciju izmjene plinova aerohematske barijere, dovode do razvoja respiratornog zatajenja i smrti pokusnih životinja.

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

Uloga plućnih makrofaga

Plućni makrofagi su komponenta mononuklearnog fagocitnog sustava, koji je zajednički cijelom tijelu i potječe od pluripotentne matične stanice koštane srži. Tijekom diobe matičnih stanica nastaju prekursori monocita - monoblasti i promonociti. Monociti cirkuliraju u krvi i djelomično ulaze u intersticijsko tkivo pluća, gdje mogu neko vrijeme ostati neaktivni. U prisutnosti induktora diferencijacije, aktiviraju se, kreću se na površinu respiratornog i bronhijalnog epitela, gdje prolaze kroz nekoliko faza sazrijevanja, pretvarajući se u alveolarne odnosno bronhijalne makrofage. Glavna funkcija ovih stanica - apsorpcijska - povezana je s njihovom sposobnošću fagocitoze stranog materijala. Kao jedan od čimbenika prirodne otpornosti tijela, štite ona područja pluća koja prva dolaze u kontakt s mikrobima i abiogenim agensima, tj. održavaju sterilnost epitelne sluznice pluća cijelom njezinom duljinom. Većina stranog materijala, kao i fragmenti uništenih staničnih elemenata, gotovo se u potpunosti probavljaju nakon konjugacije fagosomske vakuole makrofaga (nekrofaga, hemosiderofaga) s lizosomima koji sadrže proteolitičke enzime. Plućni makrofagi karakteriziraju se visokim sadržajem kisele fosfataze, nespecifične esteraze, katepsina, fosfolipaze A2 i enzima Krebsovog ciklusa, posebno sukcinat dehidrogenaze. Istodobno, poznato je da patogeni niza zaraznih bolesti, a prije svega M. tuberculosis, mogu dugo perzistirati u citoplazmi alveolarnih makrofaga, budući da imaju vrlo otporne stanične stijenke koje se odupiru djelovanju lizosomalnih enzima. U modelnim pokusima na netretiranim životinjama, unatoč izraženoj aktivaciji kisele fosfataze i drugih hidrolaza, u citoplazmi alveolarnih makrofaga može se uočiti određena proliferativna aktivnost Mycobacterium tuberculosis i stvaranje malih nakupina nalik kolonijama od strane patogena.

Niska mikrobicidna aktivnost plućnih makrofaga povezana je s organospecifičnim značajkama fagocita, budući da funkcioniraju u okruženju s visokim udjelom kisika. Energetski procesi u njihovoj citoplazmi uglavnom su podržani oksidativnom fosforilacijom lipoproteina, s čijim je katabolizmom povezana jedna od glavnih funkcija ovih stanica, koje su dio plućnog surfaktanta. Ekstrakcija energije, lokalizacija oksidativnih procesa utječu na mitohondrijski sustav, čiji je razvoj u korelaciji s funkcionalnim stanjem fagocita. Ovdje je lokalizirana i superoksid dismutaza - enzim antioksidativne zaštite koji katalizira dismutaciju singletnog kisika nastalog tijekom prolaska elektrona duž respiratornog lanca. To temeljno razlikuje plućne makrofage od polimorfonuklearnih leukocita, koji kisik i bioenergiju primaju uglavnom zbog glikolize. U potonjem slučaju, cijepanje supstrata događa se izravno u citosolu, a aktivirani kisik i vodikov peroksid nastali uz pomoć mijeloperoksidaze predstavljaju glavni baktericidni potencijal za djelovanje na bakterije.

Niska biocidnost plućnih makrofaga može se smatrati svojevrsnom cijenom za prilagodbu aerobnim uvjetima funkcioniranja. Očito se stoga bore protiv mikobakterija tuberkuloze zajedno s polimorfonuklearnim leukocitima i eksudatnim monocitima (nazivaju se i upalni makrofagi). Patogenetski je važno da se ne uklanjaju svi plućni makrofagi koji su uhvatili mikobakterije tuberkuloze iz pluća driftom surfaktanta i bronhijalnog sekreta - neki od njih razvijaju se u intersticiju, što je okidač za stvaranje karakterističnih staničnih nakupina - granuloma.

Ulazeći u intersticij, bogat krvnim žilama, plućni makrofagi s nepotpunom fagocitozom počinju proizvoditi upalne citokine, aktivirajući susjedni endotel. Na membranama potonjih povećava se ekspresija imunoglobulina, uz pomoć kojih se provodi selektivna adhezija monocita. Nakon što napuste vaskularni sloj, ove se stanice transformiraju u eksudatne makrofage, proizvodeći upalne medijatore, privlačeći u fokus ne samo mono-, već i polinuklearne stanice.

Istovremeno, signal za razvoj granulomatozne reakcije dolazi od senzibiliziranih T-limfocita - efektora preosjetljivosti odgođenog tipa. Među limfokinima koje te stanice počinju proizvoditi, faktor koji inhibira migraciju monocita i IL-2 imaju veliku važnost za granulomatogenezu. Oni ubrzavaju priljev i fiksiraju monocite na mjestu infekcije, reguliraju njihovu transformaciju u fagocitne, sekretorne i antigen-prezentirajuće makrofage.

Treba naglasiti da, kao mehanizam stanične zaštite dišnih organa od prodiranja patogena, granulomatozna reakcija pluća kod tuberkulozne upale u konačnici odražava neuspjeh mononuklearnih fagocita u borbi protiv mikobakterija tuberkuloze. Stoga su makrofagi prisiljeni stalno proliferirati (povećati broj populacija) i diferencirati se u veće fagocite (povećati kvalitetu proteolize), koji su divovske stanice tipa stranog tijela. U fagosomima potonjih, pod elektronskim mikroskopom, mogu se vidjeti ne samo mikobakterije tuberkuloze, već i velike apoptotičke stanice, fragmenti uništenih polimorfonuklearnih leukocita. Istodobno, ultrastrukturni znakovi proteolitičke aktivnosti (stupanj razvoja lizosomskog aparata) u takvim fagocitima po jedinici površine citoplazme ne razlikuju se značajno od mononuklearnih. U tom smislu, plućni makrofagi stalno privlače polimorfonuklearne leukocite, koji imaju veća biocidna svojstva, na leziju. Aktivaciju potonjeg prati oslobađanje značajne količine hidrolaza i oksidansa u izvanstanično okruženje, što dovodi do razgradnje tkiva i stvaranja kazeoznih masa u središtu lezije.

Najizraženiji metabolički poremećaji opaženi su kod pacijenata s akutno progresivnim oblicima plućne tuberkuloze, koji se javljaju s pretežito eksudativnom i alterativnom upalnom reakcijom, a tijek progresivnih oblika plućne tuberkuloze karakterizira, u pravilu, izražena imunodepresija T-stanica. Supresija imuniteta T-stanica, izražena limfopenija dovode do poremećaja međustaničnih interakcija, inhibicije granulomatozne reakcije.

Manjak aktiviranih monocita i limfocita, u kombinaciji s njihovom morfo-funkcionalnom insuficijencijom, može biti posljedica povećane apoptoze. Neravnoteža citokina koja se javlja u takvim slučajevima može poslužiti kao marker defekta u imunološkom sustavu. Proces apoptoze ima karakteristične morfološke značajke: kondenzaciju kromatina na nuklearnoj membrani, raspad nukleolusa, stvaranje staničnih fragmenata (apoptotičkih tjelešaca) i njihovu fagocitozu makrofagima.

Posebnosti funkcioniranja plućnih makrofaga povezane su s njihovom sposobnošću ne samo za fagocitozu, već i za proizvodnju velikog broja citokina potrebnih za aktivaciju i regulaciju mnogih izvanstaničnih reakcija i procesa koji se odvijaju u žarištu tuberkulozne upale. Uz njihovu pomoć provodi se samoregulacija obnove i diferencijacije mononuklearnih stanica, grade se međustanične interakcije u uvjetima specifičnog procesa i regeneracije.

Univerzalni medijator međustaničnih interakcija je IL-1, čija su meta limfociti, polimorfonuklearni leukociti, fibroblasti, endoteliociti i drugi stanični elementi. Istodobno, sekretorna funkcija plućnih makrofaga temelji se na principima samoregulacije, kada ista stanica luči ne samo regulatore izvanstaničnih procesa, već i inhibitore koji blokiraju njihovo djelovanje. Sekretorni makrofagi značajno se razlikuju od fagocitnih po svojoj ultrastrukturnoj organizaciji. Rijetko sadrže fagosomske vakuole i sekundarne lizosome, ali imaju razvijen vezikularni aparat i druge ultrastrukturne znakove sekrecije. Posebno su dobro izraženi u epiteloidnim stanicama, koje su hiperaktivni sekretorni makrofagi.

Određene faze diferencijacije plućnih makrofaga mogu se jasno pratiti pod svjetlosnim, a posebno elektronskim mikroskopom u materijalu bronhoalveolarnog ispirka. Ovisno o strukturnoj organizaciji jezgre i citoplazme, među njima se određuju mladi neaktivirani i biosintetski mononukleari, kao i zreli fagocitni i sekretorni makrofagi. Mlade neaktivirane stanice (promjera 15-18 μm) obično čine oko 1/5 svih makrofagnih elemenata. Imaju okruglu jezgru s glatkim konturama: citoplazma je slabo bazofilna, ne sadrži nikakve inkluzije. Pod elektronskim mikroskopom u tim stanicama vidljivi su rijetki profili citoplazmatskog retikuluma i mitohondrija, nekoliko malih granula sličnih lizomima i slobodni ribosomi.

Aktivirani, biosintetski makrofagi su veće veličine (18-25 μm u promjeru), jezgra se odlikuje valovitim konturama i izraženom nukleolusom. Imaju bazofilnu citoplazmu koja sadrži razvijene duge kanale granularne citoplazmatske mreže i brojne polisome. Elementi lamelarnog kompleksa detektiraju se istovremeno u dvije ili tri zone, gdje se nakupljaju primarni lizosomi. Sekundarni lizosomi predstavljeni su pojedinačnim inkluzijama; fagosomi se rijetko detektiraju, što odražava spremnost stanice za fagocitnu funkciju.

Promjer zrelih plućnih makrofaga uvelike varira (30-55 μm), ovisno o aktivnosti i funkcionalnoj orijentaciji stanica. Najveće veličine karakteristične su za makrofage sa strukturnim znakovima izražene fagocitoze. Površina takvih stanica tvori brojne mikroizrasline i duge pseudopodije. Ovalna ili okrugla jezgra često je smještena acentrično, ima valovite konture. Značajna količina kondenziranog kromatina leži u blizini nuklearne membrane, nukleolus je mali (1-1,2 μm). U citoplazmi se određuju inkluzije, kratki kanali granularnog citoplazmatskog retikuluma, cisterne i vakuole lamelarnog kompleksa te slobodni ribosomi. Stanice sadrže značajan broj mitohondrija, primarnih (0,5-1 μm) i sekundarnih (1,2-2 μm) lizosoma, kao i fagosomske vakuole koje variraju u veličini i broju. Potonji sadrže fragmente uništenih staničnih elemenata i mikobakterija tuberkuloze („nekrofagi“, „hemosiderofagi“), lamelarne inkluzije fosfolipidne prirode („fosfolipofagi“) i/ili granule neutralne masti („lipofagi“), čestice prašine, duhanske smole, kaolina („koniofagi“, „pušački makrofagi“).

U prisutnosti stalnog objekta fagocitoze pojavljuju se multinuklearni makrofagi (promjera više od 70 μm) s pet ili više jezgri. Tipične stanice stranog tijela - završna faza diferencijacije makrofaga s fagocitnom funkcijom - određuju se u granulomima i granulacijskom tkivu tuberkuloznih žarišta. Plućni makrofagi s izraženom sekretornom aktivnošću (promjera 25-40 μm) obično nemaju tipične pseudopodije. Priroda površine može se usporediti s tankim čipkastim udubljenjem koje tvore brojni, relativno kratki mikroizrasli. Okrugla ili ovalna jezgra sadrži malu količinu kondenziranog kromatina, bistru veliku jezgricu (1,5-2 μm). Prozirna citoplazma praktički ne sadrži velike inkluzije. Kratki kanali granularne citoplazmatske mreže predstavljeni su pojedinačnim profilima, dok su dobro razvijeni elementi lamelarnog kompleksa brojne vakuole i vezikule s elektron-transparentnim ili osmiofilnim sadržajem. Iste strukture detektiraju se u ektoplazmi, gdje se izravno spajaju s plazmalemom. Čak i kod dugogodišnjih pušača, kod kojih sve fagocitne stanice sadrže karakteristične inkluzije duhanskog katrana, makrofagi koji sekretiraju imaju mali broj sekundarnih lizosoma i pojedinačnih formacija sličnih fagosomima, tj. praktički ne apsorbiraju strani materijal. Makrofagi s ultrastrukturnim znakovima sekretorne aktivnosti u normalnim uvjetima čine najviše 4-8% bronhoalveolarnog ispirka. Budući da je funkcija tih stanica povezana s metabolizmom, sintezom i oslobađanjem mnogih biološki aktivnih tvari u izvanstanično okruženje, svaki poremećaj u mehanizmima specifične i nespecifične zaštite dovodi do povećanja njihovog broja, stvaranja makrofaga s povećanim sekretornim potencijalom - epiteloidnih stanica. One formiraju simplaste ili se, kao rezultat nepotpune mitotičke diobe, pretvaraju u karakteristične višejezgrene Pirogov-Langhansove stanice - konačna diferencijacija makrofaga sa sekretornom aktivnošću.

Ovisno o otpornosti tijela, prirodi djelovanja i uvjetima mikrookoliša, procesi transformacije nakupljene fagocitne, sekretorne ili antigen-prezentirajuće aktivnosti imaju svoje karakteristike. Pokazalo se da izračunavanje relativnog postotka morfofunkcionalnih tipova makrofaga u bronhoalveolarnom ispirku (određivanje formule makrofaga) pomaže u diferencijalnoj dijagnozi tuberkuloze i drugih plućnih granulomatoza te omogućuje procjenu učinkovitosti etiotropnog liječenja.

Omjer broja aktivno fagocitnih i sintetizirajućih plućnih makrofaga ne samo da odražava prirodu tkivne reakcije u području tuberkulozne upale, već može poslužiti kao pokazatelj aktivnosti patološkog procesa. Problem završetka fagocitoze u tuberkulozi također ostaje relevantan. Rezultati naših istraživanja eksperimentalnog i kliničkog materijala pokazuju da ishod interakcije između fagocitoze i patogena ovisi o funkcionalnom stanju makrofaga i biološkim svojstvima mikroorganizma.

Status sustava surfaktanata

Postignuća eksperimentalnog i teorijskog smjera u proučavanju plućnih surfaktanata omogućila su formuliranje modernog koncepta surfaktanta kao višekomponentnog sustava staničnih i nestaničnih elemenata, čije strukturno i funkcionalno jedinstvo osigurava normalnu biomehaniku disanja.

Do sada je akumulirana određena količina činjeničnog materijala koji svjedoči ne samo o značajnim adaptivnim sposobnostima surfaktanta u uvjetima dubokog restrukturiranja plućne ventilacije i hemodinamike, već i o izraženoj osjetljivosti njegovih komponenti na mnoge nepovoljne čimbenike tuberkuloznog procesa, čija je specifična priroda određena trajanjem perzistencije patogena, valovitim tijekom procesa i dubokim poremećajima mikrocirkulacijskog sloja. Promjene uočene u ovom slučaju utječu ne samo na zone formiranja žarišta infekcije, već i na udaljena, aktivno funkcionirajuća područja plućnog parenhima. U tom smislu, izuzetno je važno procijeniti morfo-funkcionalnu korisnost različitih komponenti surfaktanta, istaknuti one promjene koje se mogu koristiti za dijagnosticiranje surfaktantom ovisnih poremećaja respiratorne funkcije i njihovu pravovremenu korekciju.

Najraniji znakovi uništavanja plućnog surfaktanta mogu se uočiti u modelnim eksperimentima korištenjem posebnih metoda fiksacije pluća. U početnoj fazi razvoja tuberkulozne upale, oni su lokalne prirode i izraženi su uglavnom u zonama intraalveolarnog edema. Pod elektronskim mikroskopom mogu se uočiti različiti stupnjevi ljuštenja i uništavanja vanjskog filma - membrane surfaktanta edematoznom tekućinom. Ove promjene se u potpunosti očituju u žarištima tuberkulozne upale, gdje se materijal uništenog surfaktanta određuje posvuda u sastavu intraalveolarnog sadržaja.

Zapažene promjene u izvanstaničnoj sluznici alveola javljaju se u žarištima različitih bakterijskih pneumonija. U ovom slučaju, dio A2, prvenstveno u perifokalnim alveolama, provodi kompenzacijsku proizvodnju surfaktanata. Drugačija slika opaža se u dišnim organima tijekom razvoja tuberkulozne upale, budući da patogen ima štetan učinak na procese unutarstanične sinteze surfaktanata. Izravnim unošenjem tuberkuloznih mikobakterija u pluća pasa (punkcija prsnog koša) pokazalo se da se u A2 već u prvih 15-30 minuta opaža dezorganizacija citoplazmatskog retikuluma i mitohondrijskih profila; nakon nekoliko sati, alveolociti su potpuno uništeni na mjestu infekcije. Brzi razvoj nedostatka surfaktanata dovodi do kolapsa alveola i brzog širenja upalnog procesa u okolni parenhim. U alveolama uz žarišta prevladavaju mali mladi A2 s pojedinačnim malim sekretornim granulama ili velike stanice sa znakovima vakuolizacije unutarstaničnih struktura, ponekad s potpuno uništenom citoplazmom. U onim alveolocitima gdje postoje razvijeni elementi citoplazmatske mreže i lamelarnog kompleksa, detektiraju se divovska osmiofilna lamelarna tjelešca (GLB), što ukazuje na kašnjenje (inhibiciju) u oslobađanju unutarstanične površinski aktivne tvari na površinu alveola.

Matematičko modeliranje sekretorne funkcije A2 u plućnom parenhimu bez žarišta s povećanim funkcionalnim opterećenjem pokazalo je da se unatoč povećanju volumena i numeričke gustoće zrelih sekretornih granula, rezervni potencijal populacije nije značajno promijenio. Utvrđeno je da se u uvjetima povećane vaskularne propusnosti, razvoja hipoksije i vlaknastih promjena u interalveolarnim septama poremećuje ravnoteža procesa stvaranja i sazrijevanja OPT-a u korist prevlasti potonjeg. Ubrzano sazrijevanje OPT-a često dovodi do povećanja elektron-transparentne tvari matrice u sastavu sekretornih granula, dok sadržaj osmiofilnog surfaktanta u njima može biti neznatan; lamelarni materijal površinski aktivnih tvari je labavo zbijen, zauzimajući samo 1/3-1/5 volumena sekretorne granule. Pojava značajnog broja A2 s vakuoliranim OPT-om može se objasniti poremećajem početnih faza stvaranja sekreta. Takve stanice obično imaju ultrastrukturne znakove uništenja (čišćenje citoplazmatskog matriksa, edematozno oticanje mitohondrija, tubula citoplazmatskog retikuluma i lamelarnog kompleksa), što ukazuje na smanjenje procesa unutarstanične proizvodnje surfaktanata.

Karakteristično je da smanjenje sinteze površinski aktivnih fosfolipida prati pojava neutralnih lipidnih granula u citoplazmi A2. Adekvatan odraz poremećaja metabolizma lipida u plućima zahvaćenim tuberkulozom pokusnih životinja i ljudi je nakupljanje makrofaga-lipofaga (pjenastih stanica) različitog stupnja zrelosti u alveolama i bronhoalveolarnom lavažnom materijalu. Paralelno s tim, u tekućini za lavaž opaža se pouzdano povećanje sadržaja neutralnih lipida i smanjenje udjela ukupnih fosfolipida.

Jedan od ranih znakova uništavanja surfaktanata u eksperimentu i kliničkoj slici tuberkuloze dišnih organa je gubitak sposobnosti njegovih membrana da formiraju strukture rezervnog materijala. Umjesto toga, na površini alveola, u fagosomima alveolarnih makrofaga i izravno u materijalu bronhoalveolarnog ispirka, mogu se vidjeti membrane uvijene u kuglice ("divovske slojevite kuglice") bez karakteristične trodimenzionalne organizacije. Dubinu destruktivnih promjena u sustavu surfaktanata također dokazuje učestalost detekcije ispuštenog A2 u ispirku. Ovi podaci koreliraju s rezultatima biokemijskih i fizikalno-kemijskih studija plućnih surfaktanata.

Uzimajući u obzir sve utvrđene značajke, trenutno se razlikuju tri stupnja poremećaja kako bi se okarakteriziralo stanje surfaktanta: blagi, teški i rašireni. Potonji odražava povećani rizik od razvoja respiratornog zatajenja ovisnog o surfaktantu u bolesnika s raširenim destruktivnim oblicima bolesti.

Rezultati studija pokazuju da su osnova poremećaja koji se javljaju u surfaktantskom sustavu pluća tijekom tuberkuloze procesi povezani s povećanjem propusnosti krvno-zračne barijere:

• oštećenje surfaktanta na alveolarnoj površini;
• metaboličke promjene i oštećenje A2;
• poremećaj mehanizama za uklanjanje otpadnih surfaktanata iz alveola.

Istovremeno, studije su utvrdile da je glavni citološki mehanizam koji podržava funkcionalni potencijal surfaktantnog sustava u plućima promijenjenim tuberkuloznom upalom povećanje broja hipertrofiranih A2, uglavnom u plućnom parenhimu udaljenom od specifičnog fokusa.

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

Genetski aspekti predispozicije za tuberkulozu

Prije nego što započnemo s analizom trenutnog stanja istraživanja u području mehanizama antituberkuloznog imuniteta i imunogenetike tuberkuloze, smatramo potrebnim osvrnuti se na neka općenita stajališta.

• Prvo, poznato je da se mikobakterije razmnožavaju i uništavaju prvenstveno u makrofagima. Vrlo malo podataka (i oni su kontradiktorni) ukazuje na to da postoje faktori koji mogu uništiti mikobakterije izvanstanično.
• Drugo, ne postoje uvjerljivi dokazi da neutrofilni fagocitni sustav igra značajnu ulogu u obrani od tuberkulozne infekcije.
• Treće, ne postoje uvjerljivi dokazi da anti-TB antitijela mogu uništiti mikobakterije izvanstanično ili potaknuti njihovo unutarstanično uništenje u makrofagima ili bilo kojim drugim tipovima stanica.
• Četvrto, postoji velik broj činjenica koje podupiru stav da su središnja karika u antituberkuloznom imunitetu T-limfociti i da oni ostvaruju svoj regulatorni utjecaj putem fagocitnog sustava.
• Peto, postoji niz dokaza da nasljedni čimbenici igraju značajnu ulogu u infekciji tuberkulozom.

Podaci koji ukazuju na važnu ulogu genetskih čimbenika u predispoziciji za tuberkulozu kod ljudi prilično su uvjerljivi. Prije svega, na to ukazuje činjenica da se uz izuzetno visoku stopu zaraze M. tuberculosis (otprilike trećina odrasle populacije planeta), bolest razvija samo kod malog udjela ljudi. Na to ukazuju i različite razine predispozicije za infekciju u različitim etničkim skupinama te priroda nasljeđivanja predispozicije i otpornosti na tuberkulozu u obiteljima s više slučajeva bolesti. Konačno, dokaz ovog stava je značajno povećana podudarnost pojave klinički izražene tuberkuloze kod monozigotnih (identičnih) blizanaca u usporedbi s dizigotnim blizancima.

Tradicionalno genetsko testiranje na tuberkulozu

Uloga glavnog kompleksa histokompatibilnosti i NRAMP-a*

Identifikacija gena i njihovih alela, čija ekspresija određuje osjetljivost ili otpornost na tuberkulozu, ne samo da bi omogućila dubok uvid u temeljne mehanizme imuniteta i razvoj patološkog procesa u tuberkulozi, već bi i približila stvarnosti korištenje metoda genetske tipizacije za identifikaciju osoba među zdravim ljudima s genetski povećanim rizikom od obolijevanja od tuberkuloze, što zahtijeva prioritetne preventivne mjere, posebno poseban pristup cijepljenju.

* - Protein makrofaga povezan s prirodnom otpornošću - protein makrofaga povezan s prirodnom otpornošću.

Postoji značajan broj eksperimentalnih studija koje pokazuju ulogu niza genetskih sustava i pojedinačnih gena (H2, BCG1, Tbc1, xid itd.) u otpornosti (osjetljivosti) na tuberkulozu kod miševa. Kod ljudi, najproučavaniji geni uključuju gene glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC) klase II, među kojima alelni kompleks obitelji HLA-DR2 (čovjek) otkriva prilično visok stupanj povezanosti s povećanim morbiditetom u nekoliko etnički udaljenih populacija, a aleli lokusa HLA-DQ utječu na kliničku sliku tuberkuloze. Nedavno su postignuti prvi uspjesi u analizi povezanosti gena NRAMP1 s tuberkulozom kod ljudi. Ovi podaci su posebno značajni jer ovaj gen ima visok stupanj homologije s genom NRAMP1 (ranije nazvanim BCG 1, budući da kontrolira osjetljivost na M. bovisBCG), koji se selektivno eksprimira u mišjim makrofagima i koji nesumnjivo utječe na osjetljivost na unutarstanične patogene (uključujući mikobakterije).

Mutacije gubitka funkcije

Identificirano je nekoliko gena čije su promjene, koje su dovele do potpunog gubitka sposobnosti kodiranja funkcionalno aktivnog produkta (genski knockout), posebno utjecale na sposobnost miševa da razviju zaštitni imunološki odgovor na infekciju mikobakterijama. To su geni koji kodiraju IFN-γ, IL-12, TNFα, kao i receptore stanica imunološkog sustava za navedene citokine. S druge strane, s knockoutom gena koji kodiraju IL-4 i IL-10, tijek tuberkulozne infekcije praktički se nije razlikovao od onog kod miševa divljeg tipa (početnih). Ovi podaci potvrdili su na genetskoj razini primarnu zaštitnu ulogu u tuberkulozi sposobnosti imunološkog sustava (prvenstveno T1 limfocita) da odgovori na infekciju proizvodnjom citokina tipa 1, ali ne i tipa 2.

Dokazana je primjenjivost ovih podataka na mikobakterijske infekcije kod ljudi. U vrlo rijetkim obiteljima u kojima su djeca od rane dobi bolovala od rekurentnih mikobakterijskih infekcija i salmoneloze, izuzetno visoka osjetljivost posljedica je homozigotnih nekonzervativnih mutacija u genima koji kodiraju stanične receptore za IFN-γ i IL-12, naslijeđenih od roditelja heterozigotnih za ove mutacije; očekivano, s takvim nasljeđivanjem rijetkih mutacija, brakovi su se pokazali usko povezanima. Međutim, takva teška kršenja dovode do tako visoke osjetljivosti na infekcije da praktički ne dopuštaju djetetu da preživi više od nekoliko godina, i to samo u gotovo sterilnim uvjetima.

Ista razmatranja dovode do pomalo skeptične procjene pristupa modeliranja infekcija kod životinja s knockout mutacijama u genima koji igraju primarnu ulogu u zaštiti od tih infekcija. Takve mutacije dovode do ekspresije fenotipova koji nemaju šanse za preživljavanje u normalnim uvjetima i brzo bi se eliminirali selekcijom. Dakle, miševi koji ne eksprimiraju MHC produkte klase II i, kao rezultat toga, nemaju normalan skup CD4 limfocita umiru od diseminirane infekcije u kratkom vremenu nakon infekcije s M. tuberculosis. Vrlo sličan tijek tuberkuloze kod ljudi opaža se s izraženim padom broja CD4 stanica u kasnim fazama AIDS-a. Prilikom rješavanja pitanja genetskog određivanja rizičnih skupina i, općenito, za razumijevanje genetskih uzroka povećane osjetljivosti unutar normalne distribucije populacije, istraživač se bavi pojedincima koji su, iako nisu optimalni (prema ovoj značajki), ali prilično održivi. Ovaj aspekt problema govori u prilog korištenju tradicionalnijih eksperimentalnih modela za genetsku analizu, na primjer, interlinearne razlike u tijeku tuberkuloze kod miševa.

Probir genoma i prethodno nepoznati geni predispozicije za tuberkulozu

Već 1950-ih i 1960-ih pokazano je da je nasljeđivanje osobina osjetljivosti i otpornosti na tuberkulozu kod laboratorijskih životinja složeno i poligeno. U toj situaciji, prvo, potrebno je odabrati jasno izražene, "izuzetno različite" fenotipove između osjetljivih i otpornih životinja ili jedinki, tj. karakteristike bolesti, a zatim proučavati prirodu njihovog nasljeđivanja. Drugo, potrebno je uzeti u obzir da a priori nemamo pojma koliko je gena uključeno u kontrolu bolesti i kako su smješteni u genomu. Stoga je potrebno ili unaprijed smanjiti genetsku raznolikost u populaciji koja se proučava, odvajajući prema osobini koja se proučava, koristeći genetske tehnike (što je moguće samo u pokusima na životinjama), ili pregledati cijeli genom statističkim metodama kvantitativne genetike, a ne Mendelove genetike, ili kombinirati ove tehnike. Nakon razvoja metoda skeniranja genoma korištenjem PCR-a za mikrosatelitske regije DNA te statističke obrade i interpretacije rezultata, genetska analiza osjetljivosti na tuberkulozu započela je na novoj razini.

Gore spomenuti pristupi nedavno su uspješno primijenjeni u genetskim eksperimentima na linearnim miševima od strane dvije skupine istraživača. Skupina autora iz Centralnog istraživačkog instituta za tuberkulozu Ruske akademije medicinskih znanosti, zajedno s kolegama iz Centra za proučavanje otpornosti domaćina na Sveučilištu McGill (Montreal, Kanada) i Kraljevskog instituta u Stockholmu, prvi su proveli genomski probir za nasljeđivanje težine bolesti uzrokovane intravenskom primjenom visoke doze soja M. tuberculosis H37Rv kod miševa. Linije A/Sn (rezistentna) i I/St (osjetljiva) korištene su kao roditeljske linije sa suprotnom osjetljivošću na tuberkulozu. Pouzdana povezanost osjetljivosti kod ženki pronađena je s najmanje tri različita lokusa smještena na kromosomima 3, 9 i 17. Nedavno je i kod mužjaka pokazana povezanost s lokusima u proksimalnom dijelu kromosoma 9 i središnjem dijelu kromosoma 17. Najjača povezanost s osjetljivošću pronađena je za lokus na kromosomu 9. Druga skupina istraživača u Sjedinjenim Državama pregledala je genom miša kako bi odredila obrazac nasljeđivanja osobine osjetljivosti kod soja M. tuberculosa Erdman. U kombinaciji mišjih linija C57BL/6J (rezistentnih u njihovom modelu) i C3HeB/FeJ (osjetljivih), lokus u središnjem dijelu kromosoma 1 koji kontrolira težinu bolesti mapiran je u analizi F2 hibrida, a zatim i BC1 potomstva. Nakon početnog mapiranja, preciznija lokalizacija lokusa postignuta je rekombinacijskom analizom, a njegov utjecaj na tako važnu fenotipsku osobinu kao što je težina granulomatoznog oštećenja plućnog tkiva utvrđen je kod miševa s povratnim križanjem (generacija BC3), tj. nakon što je genetska raznolikost među proučavanim životinjama značajno smanjena korištenjem genetskih tehnika. Važno je napomenuti da mapirani lokus, označen kao sst1 (osjetljivost na tuberkulozu 1), iako se nalazi na kromosomu 1, očito nije identičan lokusu NRAMP1. To dokazuje i njegova lokalizacija na kromosomu i činjenica da miševi C57BL/6 nose alel osjetljivosti na BCG za gen NRAMP1, ali alel otpornosti na M tuberculosis za lokus sst1.

Podaci objavljeni posljednjih godina o prisutnosti lokusa u mišjem genomu koji temeljno utječu na prirodu tuberkuloznog procesa omogućuju nam da se nadamo značajnom napretku u ovom području i u analizi genetske predispozicije kod ljudi. Fantastično brz napredak u genomskoj analizi najvjerojatnije će omogućiti vrlo brz prijelaz s genetike mišje tuberkuloze na genetiku ljudske tuberkuloze, budući da je potpuni slijed genoma i ljudi i miševa praktički dešifriran.

Interakcija makrofaga i mikobakterija

Makrofagi igraju izuzetno važnu ulogu u obrani od tuberkulozne infekcije, kako u fazi prepoznavanja antigena, tako i u fazi eliminacije mikobakterija.

Nakon što mikobakterije uđu u pluća, situacija se može razviti prema četiri glavna obrasca:

• primarni odgovor domaćina može biti dovoljan da potpuno eliminira sve mikobakterije, čime se eliminira mogućnost tuberkuloze;
• U slučaju brzog rasta i razmnožavanja mikroorganizama razvija se bolest poznata kao primarna tuberkuloza;
• kod latentne infekcije bolest se ne razvija, već mikobakterije perzistiraju u tijelu u takozvanom stanju mirovanja, a njihova prisutnost se manifestira samo u obliku pozitivne kožne reakcije na tuberkulin;
• U nekim slučajevima, mikobakterije mogu prijeći iz stanja mirovanja u fazu rasta, a latentnu infekciju zamjenjuje reaktivacija tuberkuloze.

Prva linija obrane od infekcije, nakon što mikobakterije dospiju u donje dišne putove, su alveolarni makrofagi. Ove stanice sposobne su izravno suzbiti rast bakterija fagocitiranjem. Također sudjeluju u širokom rasponu staničnih reakcija antituberkuloznog imuniteta - putem prezentacije antigena, stimulacije nakupljanja T-limfocita na mjestu upale itd. Važno je napomenuti da se specifični mehanizmi vezanja virulentnih i relativno avirulentnih sojeva mikobakterija za fagocite mogu razlikovati.

Postoji dovoljno dokaza koji ukazuju na to da je proces stvaranja vakuola ili fagosoma tijekom interakcije M. tuberculosis s mononuklearnim fagocitom posredovan vezanjem mikroorganizma na receptore komplementa (CR1, CR3, CR4), receptore manoze ili druge receptore na površini stanice. Interakcija između receptora manoze fagocitnih stanica i mikobakterija posredovana je, očito, glikoproteinom stanične stijenke mikobakterija - lipoarabinomananom.

Citokini T-pomagačkih receptora tipa 2 - prostaglandin E2 i IL-4 - stimuliraju ekspresiju CR i MR, a IFN-γ, naprotiv, potiskuje ekspresiju i funkciju ovih receptora, što dovodi do smanjenja adhezije mikobakterija na makrofage. Podaci o sudjelovanju receptora za surfaktantne proteine u vezanju bakterija na stanice također se nastavljaju akumulirati.

Uloga molekule CD14 (fagocitnog markera) demonstrirana je korištenjem modela interakcije između mikobakterija i mikroglije, rezidentnih fagocita moždanog tkiva. Utvrđeno je da antitijela na CD14 sprječavaju infekciju mikroglijalnih stanica virulentnim laboratorijskim sojem H37Rv. Budući da molekula CD14 ne prodire kroz staničnu membranu i stoga nema izravan kontakt s citoplazmom, ne može samostalno prenijeti signal induciran lipoproteinom, već joj je potreban koreceptor za aktiviranje unutarstaničnih putova prijenosa signala. Najvjerojatniji kandidati za takve koreceptore su predstavnici obitelji Toll-sličnih receptora. Mikrobni lipoproteini, aktivacijom ovih receptora, mogu, s jedne strane, potencirati obrambene mehanizme organizma domaćina, a s druge strane uzrokovati oštećenje tkiva indukcijom apoptoze. Istodobno, apoptoza je sposobna inhibirati imunološki odgovor eliminirajući stanice uključene u imunološke reakcije, čime se smanjuje oštećenje tkiva.

Uz navedeno, čini se prilično vjerojatnim da značajnu ulogu u procesu vezanja mikobakterija za fagocitne stanice igraju takozvani „scavenger“ receptori, koji se nalaze na površini makrofaga i imaju afinitet za niz liganada.

Sudbina M. tuberculosis nakon fagocitoze je suzbijanje njegovog rasta makrofagima. Nakon ulaska u fagosom, patogene bakterije su izložene nizu čimbenika usmjerenih na njihovo uništenje. Takvi čimbenici uključuju fuziju fagosoma s lizosomima, sintezu reaktivnih kisikovih radikala i sintezu reaktivnih dušikovih radikala, posebno dušikovog oksida. Smrt mikobakterija unutar makrofaga može se dogoditi putem nekoliko mehanizama kao rezultat složenih interakcija posredovanih citokinima između limfocita i fagocita. Moguće je da je sposobnost mikobakterija da izbjegnu toksične učinke reaktivnog kisika i dušikovih radikala ključni korak u prijelazu u latentnu fazu infekcije. Sposobnost makrofaga da suzbije rast M. tuberculosis značajno ovisi o stadiju aktivacije stanica (barem djelomično) i o ravnoteži citokina (prvenstveno, vjerojatno, trombocitnog faktora rasta alfa (TGF-α) i IFN-γ).

Važna komponenta mehanizma antimikobakterijske aktivnosti makrofaga je očito apoptoza (programirana stanična smrt). U modelu uzgoja M.bovis BCG u monocitima, pokazano je da je apoptoza (ali ne i nekroza) makrofaga popraćena smanjenjem održivosti fagocitiranih mikobakterija.

Uloga T-limfocita u antituberkuloznom imunitetu

Poznato je da su T-limfociti glavna komponenta stečenog imuniteta kod tuberkulozne infekcije. Imunizacija pokusnih životinja mikobakterijskim antigenima, kao i tijek tuberkulozne infekcije, popraćeni su stvaranjem antigen-specifičnih limfocita CD4 ⁺ i CD8 ⁺.

Nedostatak CD4 i, u manjoj mjeri, CD8 limfocita uočen kod miševa s izostavljenim CD4, CD8, MHCII, MHCI genima, kao i nakon primjene antitijela specifičnih za CD4 ili CD8 antigene, dovodi do značajnog smanjenja otpornosti miševa na infekciju M. tuberculosis. Poznato je da pacijenti s AIDS-om, koji se karakteriziraju nedostatkom CD4 ⁺ limfocita, imaju izuzetno visoku osjetljivost na tuberkulozu. Relativni doprinos CD4 ⁺ i CD8 ^{+ limfocita zaštitnom imunološkom odgovoru može se mijenjati u različitim fazama infekcije. Dakle, u plućnim granulomima miševa zaraženih s M. bovis BCG, CD4+} T limfociti prevladavaju u ranim fazama infekcije (2-3 tjedna), dok se sadržaj CD8 ⁺ limfocita povećava u kasnijim fazama. Tijekom adoptivnog prijenosa, CD8 ^{+ limfociti, posebno njihova CD44hl} subpopulacija, imaju visoku zaštitnu aktivnost. Osim CD4 ⁺ i CD8 ⁺ limfocita, i druge subpopulacije limfocita, posebno γδ i CD4 ⁺ CD8 ^{+ limfociti,}, ograničeni nepolimorfnim molekulama MHC klase CD1. također, očito, doprinose zaštitnom imunitetu protiv tuberkulozne infekcije. Mehanizmi efektorskog djelovanja T-limfocita svode se uglavnom na proizvodnju topivih faktora (citokina, kemokina) ili citotoksičnost. Kod mikobakterijskih infekcija dolazi do pretežnog stvaranja T1, čije su karakteristične značajke proizvodnja citokina IFN-γ i TNF-α. Oba citokina sposobna su stimulirati antimikobakterijsku aktivnost makrofaga, što je prvenstveno odgovorno za zaštitni učinak CD4 limfocita. Osim toga, IFN-γ sposoban je suzbiti težinu upalnih reakcija u plućima i time smanjiti težinu tuberkulozne infekcije. TNF-α je neophodan za stvaranje granuloma, punu suradnju makrofaga i limfocita te zaštitu tkiva od nekrotičnih promjena. Osim zaštitnog učinka, TNF-α ima i "patološki" učinak. Njegova proizvodnja može dovesti do vrućice, gubitka težine i oštećenja tkiva - simptoma karakterističnih za tuberkuloznu infekciju. T limfociti nisu jedini izvor TNF-α. Njegovi glavni proizvođači su makrofagi. Učinak TNF-α uvelike je određen razinom proizvodnje drugih citokina tipa 1 i 2 u žarištu upale. U uvjetima pretežno proizvodnje citokina tipa 1 i odsutnosti proizvodnje citokina tipa 2, TNF-α ima zaštitni učinak, a uz istovremenu proizvodnju citokina tipa 1 i 2, ima destruktivni učinak. Budući da, kao što je gore navedeno, mikobakterije stimuliraju uglavnom T1 limfocite, tijek mikobakterijskih infekcija obično nije popraćen povećanjem proizvodnje IL-4 i IL-5. Istodobno, kod teških oblika infekcije, kao i u njezinim kasnim fazama, može doći do lokalnog i sistemskog povećanja proizvodnje IL-4 i IL-5. Nije jasno je li povećana proizvodnja citokina tipa 2 uzrok teže tuberkulozne infekcije ili njezina posljedica.

Citotoksičnost prema zaraženim ciljnim stanicama pokazuju CD8 ⁺ stanice, kao i "neklasični" CD8 ⁺ limfociti ograničeni molekulama CDlb, CD4 ⁺ CD8 ⁺ limfociti i CD4 ⁺ limfociti. Važnost citotoksičnosti u zaštiti od tuberkuloze naznačena je smanjenjem citotoksične aktivnosti CD8 ⁺ limfocita i sadržaja perforina u bolesnika s tuberkulozom u usporedbi sa zdravim donorima. Bitno je odgovoriti na pitanje kako liza zaraženih ciljnih stanica može utjecati na tijek infektivnog procesa: dovodi li do smanjenja intenziteta reprodukcije mikobakterija, koje su unutarstanični paraziti, ili, naprotiv, potiče oslobađanje mikobakterija iz zaraženih makrofaga i infekciju novih stanica. Podaci S. Strongera (1997.) čini se da mogu doprinijeti razumijevanju ovog problema. Autori su pokazali da citotoksični limfociti sadrže molekule granulizina, koje imaju baktericidni učinak na mikobakterije. Da bi granulizin prodro u zaražene stanice, limfociti moraju lučiti proteine koji tvore pore u membrani ciljnih stanica. Tako su prvi put dobiveni podaci o izravnom uništavanju mikobakterija (u makrofagima) od strane T-limfocita, čime je demonstrirana mogućnost izravnog sudjelovanja T-limfocita u zaštiti od mikobakterijskih infekcija.

Regulacija imunološkog odgovora T-stanica

Odgovor T limfocita i njihova proizvodnja efektorskih citokina regulirani su citokinima koje proizvode stanice koje prezentiraju antigen, uključujući zaražene makrofage. IL-12 pomiče diferencijaciju T limfocita prema stvaranju Th1 stanica i stimulira proizvodnju IFN-γ. Infekcija miševa s IL-12 ^% M.bovis BCG dovodi do progresivnog razvoja infekcije, povećanog širenja mikobakterija i popraćena je odsutnošću stvaranja granuloma u plućima. Kod miševa s IL-12p40 ^% zaraženih s M. tuberculosis, uočen je nekontrolirani rast mikobakterija, povezan s kršenjem i prirodne otpornosti i stečenog imuniteta, a uzrokovan značajnim smanjenjem proizvodnje proinflamatornih citokina IFN-γ i TNF-β. Suprotno tome, primjena rekombinantnog IL-12 miševima nakon čega slijedi infekcija s M. tuberculosis Erdmann dovodi do povećanja njihove otpornosti na infekciju.

IL-10 je regulatorni citokin koji stimulira razvoj humoralnih imunoloških reakcija i suzbija mnoge reakcije staničnog imuniteta. Smatra se da učinak IL-10 na T-stanični odgovor može biti posredovan njegovim djelovanjem na makrofage: IL-10 inhibira prezentaciju antigena od strane makrofaga i suzbija sintezu proinflamatornih citokina TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 i IL-12, GM-CSF, G-CSF od strane makrofaga. IL-10 također ima antiapoptotički učinak. Čini se da bi takav spektar djelovanja trebao odrediti značajan učinak IL-10 na intenzitet antituberkuloznog imuniteta, međutim, podaci o ovisnosti zaštitnog imuniteta o proizvodnji IL-10 izuzetno su kontradiktorni.

TGF-β je jedinstveni faktor u suzbijanju staničnog imuniteta. Njegova razina proizvodnje korelira s težinom tuberkuloze, a primjena anti-TGF-β antitijela ili prirodnih TGF-β inhibitora miševima zaraženim M. tuberculosis ispravlja smanjeni odgovor T-stanica.

Treba napomenuti da efektorska uloga T-limfocita nije ograničena samo na proizvodnju citokina i staničnu citotoksičnost. Drugi procesi koji se odvijaju tijekom uspostavljanja izravnog kontakta između T-limfocita i makrofaga, kao i proizvodnja kemokina od strane T-limfocita, mogu značajno doprinijeti razvoju lokalnih upalnih reakcija. Potonje, pak, nisu uzrokovane samo odgovorom makrofaga i T-limfocita. Neutrofili, eozinofili, fibroblasti, epitelne i druge stanice mogu biti aktivni sudionici u procesima koji se odvijaju u plućima tijekom tuberkulozne infekcije.

Morfološke studije procesa stvaranja granuloma, kao i rezultati određivanja dinamike stvaranja specifičnog T-staničnog odgovora, omogućuju, po našem mišljenju, razlikovanje nekoliko faza interakcije mikobakterija s makroorganizmom. Prva je karakterizirana progresivnom proliferacijom mikobakterija u odsutnosti specifičnog odgovora T-limfocita i traje oko 2-3 tjedna. Druga se javlja nakon stvaranja zrelih T-limfocita i karakterizira je stabilizacija rasta mikobakterija. U pravilu, nakon toga slijedi faza dekompenzacije, koja se vremenski podudara s uništavanjem limfoidnih formacija i pojavom nekrotičnih promjena u plućima. Učinak cjepiva može biti posljedica smanjenja prve faze odgovora.