Patogenese af tuberkulose

Udviklingen af tuberkulosebetændelse afhænger af organismens reaktivitet og dens forsvarstilstand, virulensen af mykobakterier tuberkulose og varigheden af deres persistens i lungerne. Virkningen af forskellige faktorer i den infektiøse proces kan forklare den store mangfoldighed af vævs- og cellulære reaktioner i luftvejene, hvor specifikke ændringer kombineres med ikke-specifikke, og på den ene eller anden måde påvirker manifestationen og resultatet af hovedprocessen.

Hvert stadie er et komplekst sæt af strukturelle ændringer i forskellige kropssystemer og åndedrætsorganer, ledsaget af dybtgående ændringer i metaboliske processer, intensiteten af metaboliske reaktioner i åndedrætsafdelingen, og afspejles i den morfofunktionelle tilstand af dens cellulære og ikke-cellulære elementer. Af stor betydning er studiet af de tidligste mekanismer for udvikling af tuberkuløs inflammation, etableret i de senere år.

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

Mikrocirkulationsforstyrrelser og tilstanden af den aerohæmatiske barriere

Inden for 24 timer efter intravenøs administration af Mycobacterium tuberculosis i musens lunger forekommer karakteristiske ændringer i mikrocirkulationslejet: udvidelse af de vaskulære kapillærnetværksprofiler, slamdannelse af erytrocytter med parietal arrangement af polymorfonukleære leukocytter kan observeres. Elektronmikroskopisk analyse af endotelbeklædningen i lungekapillærerne afslører aktivering af cellernes luminale overflade, tegn på udvikling af intracellulært ødem med desorganisering af mikropinocytotiske vesikler og deres fusion til store vakuoler. Områder med ødematøst, renset cytoplasma af endotelocytter danner stedvis sejlformede fremspring, der varierer i mængde og størrelse i forskellige mikrokar. I nogle tilfælde observeres lokal eksfoliering af deres cytoplasmatiske processer fra det underliggende basallag, løsning og fortykkelse af sidstnævnte.

Uanset metoden til introduktion af tuberkulose-mykobakterien observeres der i alle modelforsøg i de første 3-5 dage en stigning i permeabiliteten af den aerohæmatiske barriere, hvilket fremgår af væskeophobning i interstitiet og udviklingen af intracellulært ødem, ikke kun i endotelocytter, men også i alveolocytter af type 1 (A1). Ændringerne påvirker deres cytoplasmatiske processer, hvor der opstår områder med klar, ødematøs cytoplasma, der er i stand til at bule ud i det intraalveolære rum.

På steder med generalisering af Mycobacterium tuberculosis og udvikling af pneumoniske foci, dannelse af primære granulomatøse akkumuleringer af mononukleære celler og polymorfonukleære leukocytter, bestemmes A1 med stærkt fortykkede, stedvis ødelagte cytoplasmatiske processer, områder med eksponeret basalmembran. I mange alveolocytter af 2. type (A2) forekommer hævelse af apikale mikrovilli, ujævn ekspansion af mitokondrieprofiler og cytoplasmisk reticulum. Hyperhydrering af det alveolære epitel ledsages stedvis af frigivelse af væske, plasmaproteiner og cellulære elementer af inflammation i det intraalveolære rum.

Moderne studier af mikrocirkulation har fastslået vaskulærsystemets ledende rolle i udviklingen af de indledende faser af inflammation. Stimuleret af cytokiner udskiller endotelet biologisk aktive stoffer - adhæsive molekyler (selektiner, integriner), forskellige mediatorer (arachidonsyremetabolitter) og vækstfaktorer, iltradikaler, nitrogenoxid osv., der skaber interaktion mellem endotelet og polymorfonukleære leukocytter, såvel som mellem andre cellulære elementer i inflammation. Det er blevet fastslået, at L-selektin medierer den såkaldte "rullende neutrofil"-effekt, som er den indledende fase af disse cellers adhæsion til endotelet. En anden type selektin, P-selektin, translokeres til overfladen efter histamin- eller iltmetabolitters effekt på endotelceller, hvilket letter adhæsionen af neutrofiler. E-selektin detekteres også på overfladen af cytokinaktiverede endotelceller; det er involveret i interaktionsprocessen mellem endotelet i postkapillære venuler og T-lymfocytter.

Cytokiner udskilt af mono- og polynukleære celler forårsager strukturel omstrukturering af cytoskelettet i endotelceller, hvilket fører til deres sammentrækning og øget kapillærpermeabilitet. Til gengæld kan passagen af polymorfonukleære leukocytter gennem blodkarvæggen ledsages af skade og øget permeabilitet for væske- og plasmaproteiner, og en ændring i sammensætningen eller aktiviteten af klæbemolekyler fører til øget migration af monocytter og lymfocytter, hvilket sikrer yderligere udvikling af den inflammatoriske reaktion. Det opstår i åndedrætsorganerne som reaktion på introduktionen af Mycobacterium tuberculosis og påvirker alle strukturer i åndedrætsområdet.

Under dannelsen og modningen af tuberkuløse granulomer, dvs. i den anden fase af udviklingen af den specifikke proces, øges forstyrrelser i strukturen af de interalveolære septa. Ødem, celleproliferation og fibrillogenese i interstitiet ændrer den morfofunktionelle tilstand af det respiratoriske epitel betydeligt, især nær foci for den inflammatoriske reaktion. Forstyrrelser i mikromiljøforholdene og alveolocytternes vitale aktivitet påvirker den funktionelle tilstand af den aerohæmatiske barriere og gasudvekslingen i lungerne negativt.

Sammen med de allerede bemærkede ændringer i de interalveolære septa i ødemzonen tiltrækker udtalte destruktive ændringer i det alveolære epitel, som kan spores over en betydelig del af det, opmærksomhed. De påvirker begge typer alveolocytter og har én retning - ødematøs hævelse af intracellulære organeller, hvilket fører til dysfunktion og derefter celledød. Fragmenter af ødelagte alveolocytter, inklusive A2, kan detekteres i det intraalveolære indhold. Makrofagelementer, polymorfonukleære leukocytter, samt et betydeligt antal erytrocytter og eosinofiler, hvilket afspejler den høje permeabilitet af kapillærnetværket, er også placeret her. Fibrintråde og deres konglomerater bestemmes blandt de ødelagte celler.

I de luftholdige alveoler kan der også observeres tegn på ødem i vævet og cellulære strukturer i de interalveolære septa. Derudover forekommer der bobledannelsesprocesser på overfladen af det alveolære epitel, hvilket afspejler de indledende stadier af ødelæggelse af den aerohæmatiske barriere og "oversvømmelse" af alveolerne. I den sidste fase af udviklingen af tuberkuløs inflammation observeres en progressiv stigning i dystrofiske og destruktive ændringer i de strukturelle komponenter i lungens terminale sektioner, især i områder af lungeparenkym, der grænser op til kaseøs-nekrotiske foci eller foci for tuberkuløs lungebetændelse. Mikrocirkulationsforstyrrelser er udbredte.

Transkapillær passage af plasmaproteiner fra blod fremmer indtrængen af cirkulerende immunkomplekser (CIC) i lungens interstitium, hvilket fremmer udviklingen af både immunologiske og sekundære immunopatologiske reaktioner i det. Sidstnævntes rolle i patogenesen af tuberkulose er blevet bevist, og det er forårsaget af intrapulmonal aflejring af CIC, en defekt i fagocytsystemet og en ubalance i produktionen af cytokiner, der regulerer intercellulære interaktioner.

Arealet af det luftpulmonale parenkym er reduceret til 30% af snitarealet, dets områder veksler med områder med udtalt intraalveolært ødem, distelektase og atelektase, emfysematøs ekspansion af alveolerne. Trods den progressive karakter af udviklingen af ubehandlet tuberkuløs inflammation, finder kompenserende og genoprettende processer sted i det pulmonale parenkym fri for foci. Som vores undersøgelser har vist, er A2's funktionelle aktivitet i den perifokale inflammationszone primært rettet mod at opretholde integriteten af det alveolære epitel og genoprette A1-populationen, som er mest følsom over for virkningen af tuberkuløse procesfaktorer. Det faktum, at A2 deltager i regenereringsprocesser som en cellulær kilde til respiratorisk epitel, er generelt anerkendt i dag. En markant stigning i A2's proliferative aktivitet i disse zoner indikeres ved påvisning af 6-10 unge alveolocytter placeret i nærheden - "vækstknopper" med en ensartet veludviklet kernestruktur, et betydeligt indhold af mitokondrier og polyribosomer i cytoplasmaet, et lille antal sekretoriske granuler. Nogle gange kan mitotiske figurer ses i disse celler. Samtidig er alveolocytter af mellemtypen, der afspejler transformationen af A2 til A1, ekstremt sjældne. Organets gasudvekslingsfunktion opretholdes på grund af alveolær hypertrofi, dannelsen af vækstpunkter og transformationen af A2 til A1 i fjerntliggende områder af lungeparenkym. Ultrastrukturelle tegn på A2's aktive sekretoriske funktion observeres også her.

Disse data korrelerer med resultaterne af elektronmikroskopisk undersøgelse af alveolært epitel i kirurgisk materiale. Hos patienter med heling af tuberkuloseinfektionsfokus dannes adenomatøse strukturer, der ligner alveolære kanaler. Cellerne, der beklæder dem, har en A2-ultrastruktur, der bevarer enkelte sekretoriske granuler. Det er karakteristisk, at transformationen af A2 til A1 ikke forekommer (mellemliggende alveolocytter detekteres ikke), hvilket ikke tillader, at disse strukturer klassificeres som nydannede alveoler, som bemærket af nogle forfattere.

Processerne med restaurering af det respiratoriske epitel og dannelsen af overgangsalveolocytter observeres kun i det fjernere lungeparenkym, hvor knuder af alveolocytter svarende til "vækstknopper" bestemmes. Lungernes primære gasudvekslingsfunktion udføres også her, cellerne i den aerohæmatiske barriere har en veludviklet ultrastruktur med et stort antal mikropinocytiske vesikler.

Undersøgelsen af forskellige modeller for tuberkuløs inflammation viste, at udviklingen af specifik inflammation i lungerne ikke kun er forbundet med visse destruktive ændringer i luftvejene direkte i infektionsfokus, men påvirker hele lungeparenkym, hvor der observeres tegn på nedsat mikrocirkulation. Øget permeabilitet af karrene i de interalveolære septa. Med progressionen af den inflammatoriske proces øges fænomenet ødem, hvilket påvirker alveolocytternes tilstand, især A1. Lumen i mange alveoler er delvist eller fuldstændigt fyldt med væske og cellulære elementer af inflammation. Hypoxi og fibrøse ændringer i de interalveolære septa påvirker gasudvekslingsfunktionen i den aerohæmatiske barriere, hvilket fører til udvikling af respirationssvigt og død hos forsøgsdyr.

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

Lungemakrofagernes rolle

Lungemakrofager er en del af det mononukleære fagocytsystem, som er fælles for hele kroppen og stammer fra knoglemarvens pluripotente stamceller. Under stamcelledeling produceres monocytforløbere - monoblaster og promonocytter. Monocytter cirkulerer i blodet og trænger delvist ind i lungernes interstitielle væv, hvor de kan forblive inaktive i et stykke tid. I nærvær af differentieringsinduktorer aktiveres de og bevæger sig til overfladen af det respiratoriske og bronkiale epitel, hvor de gennemgår flere modningsstadier og bliver til henholdsvis alveolære og bronkiale makrofager. Hovedfunktionen af disse celler - absorberende - er forbundet med deres evne til at fagocytere fremmedlegemer. Som en af faktorerne for kroppens naturlige modstandskraft beskytter de de områder af lungerne, der er de første til at komme i kontakt med mikrober og abiogene stoffer, dvs. de opretholder steriliteten af lungernes epitelbeklædning i hele dens længde. Det meste af det fremmede materiale, såvel som fragmenter af ødelagte cellulære elementer, fordøjes næsten fuldstændigt efter konjugering af makrofagens fagosomale vakuole (nekrofag, hæmosiderofag) med lysosomer indeholdende proteolytiske enzymer. Lungemakrofager er karakteriseret ved et højt indhold af syrefosfatase, uspecifik esterase, cathepsiner, phospholipase A2 og enzymer fra Krebs-cyklussen, især succinatdehydrogenase. Samtidig er det kendt, at patogener fra en række infektionssygdomme, og frem for alt M. tuberculosis, kan forblive i lang tid i cytoplasmaet af alveolære makrofager, da de har meget resistente cellevægge, der modstår virkningen af lysosomale enzymer. I modelforsøg på ubehandlede dyr kan der på trods af den udtalte aktivering af syrefosfatase og andre hydrolaser observeres en vis proliferativ aktivitet af Mycobacterium tuberculosis og dannelsen af små kolonilignende klynger af patogenet i cytoplasmaet af alveolære makrofager.

Lav mikrobicidal aktivitet hos lungemakrofager er forbundet med organspecifikke egenskaber hos fagocytter, da de fungerer i et miljø med et højt iltindhold. Energiprocesser i deres cytoplasma understøttes hovedsageligt af oxidativ fosforylering af lipoproteiner, med hvis katabolisme en af hovedfunktionerne for disse celler, som er en del af det pulmonale overfladeaktive system, er forbundet. Energiudvinding, lokalisering af oxidative processer påvirker mitokondriesystemet, hvis udvikling korrelerer med fagocyttens funktionelle tilstand. Superoxiddismutase er også lokaliseret her - et antioxidantbeskyttelsesenzym, der katalyserer nedbrydningen af singlet-ilt dannet under elektroners passage langs respirationskæden. Dette adskiller fundamentalt lungemakrofager fra polymorfonukleære leukocytter, som modtager ilt og bioenergi hovedsageligt på grund af glykolyse. I sidstnævnte tilfælde sker spaltningen af substratet direkte i cytosolen, og aktiveret ilt og hydrogenperoxid dannet ved hjælp af myeloperoxidase udgør det primære bakteriedræbende potentiale for virkning på bakterier.

Lav biociditet hos lungemakrofager kan betragtes som en slags pris for tilpasning til aerobe funktionsforhold. Tilsyneladende bekæmper de derfor tuberkulosemykobakterier sammen med polymorfonukleære leukocytter og ekssudatmonocytter (de kaldes også inflammatoriske makrofager). Patogenetisk vigtigt er det, at ikke alle lungemakrofager, der har fanget tuberkulosemykobakterier, fjernes fra lungerne med driften af surfaktant og bronkial sekretion - nogle af dem udvikler sig i interstitiet, hvilket er udløsende for dannelsen af karakteristiske celleklynger - granulomer.

Når de kommer ind i interstitiet, der er rigt på blodkar, begynder lungemakrofager med ufuldstændig fagocytose at producere inflammatoriske cytokiner, der aktiverer det tilstødende endotel. På sidstnævntes membraner øges ekspressionen af immunoglobuliner, hvorved selektiv adhæsion af monocytter udføres. Efter at have forladt det vaskulære leje, omdannes disse celler til ekssudatmakrofager, der producerer inflammatoriske mediatorer, der tiltrækker ikke kun mono-, men også polynukleære celler til fokus.

Samtidig kommer signalet for udvikling af en granulomatøs reaktion fra sensibiliserede T-lymfocytter - effektorer af forsinket hypersensitivitet. Blandt de lymfokiner, som disse celler begynder at producere, er faktoren, der hæmmer migrationen af monocytter, og IL-2 af stor betydning for granulomatogenese. De accelererer tilstrømningen og fikserer monocytter på infektionsstedet, regulerer deres transformation til fagocytiske, sekreterende og antigenpræsenterende makrofager.

Det skal understreges, at lungernes granulomatøse reaktion ved tuberkuløs inflammation, da den er en mekanisme til cellulær beskyttelse af åndedrætsorganerne mod indtrængning af patogenet, i sidste ende afspejler mononukleære fagocytters manglende evne til at bekæmpe tuberkulosemykobakterier. Derfor er makrofager tvunget til konstant at proliferere (øge antallet af populationer) og differentiere til større fagocytter (øge kvaliteten af proteolysen), som er kæmpeceller af fremmedlegemetypen. I sidstnævntes fagosomer kan man under et elektronmikroskop ikke kun se tuberkulosemykobakterier, men også store apoptotiske celler, fragmenter af ødelagte polymorfonukleære leukocytter. Samtidig adskiller de ultrastrukturelle tegn på proteolytisk aktivitet (graden af udvikling af det lysosomale apparat) i sådanne fagocytter pr. arealenhed af cytoplasmaet sig ikke signifikant fra mononukleære. I denne henseende tiltrækker lungemakrofager konstant polymorfonukleære leukocytter, som har større biocidale egenskaber, til læsionen. Aktivering af sidstnævnte ledsages af frigivelsen af en betydelig mængde hydrolaser og oxidanter i det ekstracellulære miljø, hvilket fører til vævsnedbrydning og dannelse af kaseøse masser i midten af læsionen.

De mest udtalte metaboliske forstyrrelser observeres hos patienter med akut progressive former for lungetuberkulose, der forekommer med en overvægt af ekssudativ og alterativ inflammatorisk reaktion, og forløbet af progressive former for lungetuberkulose er som regel karakteriseret ved udtalt T-celle-immundepression. Undertrykkelse af T-celle-immunitet, udtalt lymfopeni fører til forstyrrelse af intercellulære interaktioner og hæmning af den granulomatøse reaktion.

Mangel på aktiverede monocytter og lymfocytter, kombineret med deres morfofunktionelle insufficiens, kan være en konsekvens af øget apoptose. Den cytokinubalance, der opstår i sådanne tilfælde, kan tjene som en markør for en defekt i immunsystemet. Apoptoseprocessen har karakteristiske morfologiske træk: kromatinkondensation ved kernemembranen, nukleolusnedbrydning, dannelse af cellefragmenter (apoptotiske legemer) og deres fagocytose af makrofager.

De særlige træk ved lungemakrofagers funktion er forbundet med deres evne ikke kun til fagocytose, men også til at producere et stort antal cytokiner, der er nødvendige for aktivering og regulering af mange ekstracellulære reaktioner og processer, der forekommer i fokus for tuberkulosebetændelse. Med deres hjælp udføres selvregulering af fornyelsen og differentieringen af mononukleære celler, intercellulære interaktioner opbygges under betingelserne for en specifik proces og regenerering.

Den universelle mediator for intercellulære interaktioner er IL-1, hvis mål er lymfocytter, polymorfonukleære leukocytter, fibroblaster, endotelocytter og andre cellulære elementer. Samtidig er lungemakrofagernes sekretoriske funktion baseret på principperne om selvregulering, hvor den samme celle ikke kun udskiller regulatorer af ekstracellulære processer, men også inhibitorer, der blokerer deres virkning. Sekretoriske makrofager adskiller sig væsentligt fra fagocytiske i deres ultrastrukturelle organisation. De indeholder sjældent fagosomale vakuoler og sekundære lysosomer, men har et udviklet vesikulært apparat og andre ultrastrukturelle tegn på sekretion. De udtrykkes især godt i epiteloide celler, som er hyperaktive sekretoriske makrofager.

Visse stadier af differentiering af lungemakrofager kan tydeligt spores under et lys- og især et elektronmikroskop i det bronkoalveolære lavagemateriale. Afhængigt af den strukturelle organisation af kernen og cytoplasmaet bestemmes unge, ikke-aktiverede og biosyntetiske mononukleære celler, såvel som modne fagocytiske og sekreterende makrofager blandt dem. Unge, ikke-aktiverede celler (15-18 μm i diameter) udgør normalt omkring 1/5 af alle makrofagelementer. De har en rund kerne med glatte konturer: cytoplasmaet er svagt basofilt og indeholder ingen indeslutninger. Under et elektronmikroskop er sjældne profiler af det cytoplasmatiske reticulum og mitokondrier, flere små lysosomlignende granuler og frie ribosomer synlige i disse celler.

Aktiverede, biosyntetiske makrofager er større i størrelse (18-25 μm i diameter), kernen er kendetegnet ved bølgede konturer og en tydelig nukleolus. De har basofil cytoplasma, som indeholder udviklede lange kanaler af det granulære cytoplasmatiske netværk og talrige polysomer. Elementer af det lamellære kompleks detekteres samtidigt i to eller tre zoner, hvor primære lysosomer akkumuleres. Sekundære lysosomer er repræsenteret af enkelte inklusioner; fagosomer detekteres sjældent, hvilket afspejler cellens parathed til fagocytisk funktion.

Diameteren af modne lungemakrofager varierer meget (30-55 μm), afhængigt af cellernes aktivitet og funktionelle orientering. De største størrelser er karakteristiske for makrofager med strukturelle tegn på udtalt fagocytose. Overfladen af sådanne celler danner talrige mikrovækster og lange pseudopodier. Den ovale eller runde kerne er ofte placeret acentrisk og har bølgede konturer. En betydelig mængde kondenseret kromatin ligger nær kernemembranen, nukleolen er lille (1-1,2 μm). Cytoplasmaet indeholder inklusioner, korte kanaler i det granulære cytoplasmatiske retikulum, cisterner og vakuoler i det lamellære kompleks og frie ribosomer. Cellerne indeholder et betydeligt antal mitokondrier, primære (0,5-1 μm) og sekundære (1,2-2 μm) lysosomer, samt fagosomale vakuoler, der varierer i størrelse og antal. Sidstnævnte indeholder fragmenter af ødelagte cellulære elementer og tuberkulosemykobakterier ("nekrofager", "hæmosiderofager"), lamellære inklusioner af fosfolipid natur ("fosfolipofager") og/eller granuler af neutralt fedt ("lipofager"), støvpartikler, tobaksharpiks, kaolin ("koniofager", "rygermakrofager").

I nærvær af et konstant fagocytoseobjekt fremkommer multinukleære makrofager (mere end 70 μm i diameter) med fem eller flere kerner. Typiske fremmedlegemeceller - det sidste trin i differentieringen af en makrofag med fagocytisk funktion - bestemmes i granulomer og granulationsvæv i tuberkuløse foci. Lungemakrofager med udtalt sekretorisk aktivitet (25-40 μm i diameter) har normalt ikke typiske pseudopodier. Overfladen kan sammenlignes med en tynd blondeindrykning dannet af talrige, relativt korte mikroudvækster. Den runde eller ovale kerne indeholder en lille mængde kondenseret kromatin, en klar stor nukleol (1,5-2 μm). Det transparente cytoplasma indeholder praktisk talt ikke store indeslutninger. Korte kanaler i det granulære cytoplasmatiske netværk er repræsenteret af enkeltprofiler, mens veludviklede elementer i det lamellære kompleks er talrige vakuoler og vesikler med elektrontransparent eller osmiofilt indhold. De samme strukturer detekteres i ektoplasmaet, hvor de smelter direkte sammen med plasmalemmaet. Selv hos langtidsrygere, hvor alle fagocytiske celler indeholder karakteristiske indeslutninger af tobakstjære, har sekreterende makrofager et lille antal sekundære lysosomer og enkeltfagosomlignende formationer, dvs. de absorberer praktisk talt ikke fremmed materiale. Makrofager med ultrastrukturelle tegn på sekretorisk aktivitet udgør under normale forhold ikke mere end 4-8% af bronkoalveolær lavage. Da disse cellers funktion er forbundet med metabolisme, syntese og frigivelse af mange biologisk aktive stoffer i det ekstracellulære miljø, fører enhver forstyrrelse i mekanismerne for specifik og ikke-specifik beskyttelse til en stigning i deres antal, dannelsen af makrofager med et øget sekretorisk potentiale - epithelioide celler. De danner symplaster eller, som følge af ufuldstændig mitotisk deling, omdannes til karakteristiske multinukleære Pirogov-Langhans-celler - den endelige differentiering af en makrofag med sekretorisk aktivitet.

Afhængigt af kroppens modstandskraft, virkningens art og mikromiljøforholdene har processerne for transformation af opbygningen af fagocytisk, sekretorisk eller antigenpræsenterende aktivitet deres egne karakteristika. Det er blevet vist, at beregning af den relative procentdel af morfofunktionelle typer makrofager i bronkoalveolær lavage (bestemmelse af makrofagformlen) hjælper med differentialdiagnosen af tuberkulose og anden pulmonal granulomatose og giver mulighed for at evaluere effektiviteten af den etiotrope behandling.

Forholdet mellem antallet af aktivt fagocyterende og syntetiserende lungemakrofager afspejler ikke kun arten af vævsreaktionen i området med tuberkulosebetændelse, men kan også tjene som en indikator for aktiviteten af den patologiske proces. Problemet med fuldførelsen af fagocytose ved tuberkulose er også fortsat relevant. Resultaterne af vores undersøgelser af eksperimentelt og klinisk materiale viser, at resultatet af interaktionen mellem fagocytose og patogenet afhænger af makrofagens funktionelle tilstand og mikroorganismens biologiske egenskaber.

Status for overfladeaktivt stofsystem

Resultaterne af den eksperimentelle og teoretiske retning i studiet af pulmonale overfladeaktive stoffer har gjort det muligt at formulere et moderne koncept for overfladeaktivt stof som et multikomponentsystem af cellulære og ikke-cellulære elementer, hvis strukturelle og funktionelle enhed sikrer normal biomekanik i respirationen.

Der er nu akkumuleret en vis mængde faktuelt materiale, som ikke blot vidner om det surfaktantsystems betydelige tilpasningsevne under dybtgående omstrukturering af pulmonal ventilation og hæmodynamik, men også om dets komponenters udtalte følsomhed over for mange ugunstige faktorer i tuberkuloseprocessen, hvis specifikke natur bestemmes af patogenens persistens, processens bølgeformede forløb og dybe forstyrrelser i mikrocirkulationslejet. De observerede ændringer påvirker ikke kun infektionsfokuszonerne, men også fjerntliggende, aktivt fungerende områder af lungeparenkym. I denne henseende er det yderst vigtigt at evaluere den morfofunktionelle anvendelighed af forskellige komponenter i det surfaktantsystem for at fremhæve de ændringer, der kan bruges til at diagnosticere surfaktantafhængige lidelser i respirationsfunktionen og deres rettidige korrektion.

De tidligste tegn på ødelæggelse af pulmonalt surfactantstof kan observeres i modelforsøg, der bruger specielle lungefikseringsmetoder. I den indledende fase af tuberkuløs inflammationsudvikling er de lokale af natur og udtrykkes hovedsageligt i zonerne med intraalveolært ødem. Under et elektronmikroskop kan man observere forskellige stadier af afskalning og ødelæggelse af den ydre film - surfactantmembranen - ved ødematøs væske. Disse ændringer manifesterer sig fuldt ud i foci af tuberkuløs inflammation, hvor materialet af det ødelagte surfactant bestemmes overalt i sammensætningen af det intraalveolære indhold.

De bemærkede ændringer i alveolernes ekstracellulære slimhinde forekommer i foci af forskellige bakterielle lungebetændelser. I dette tilfælde udfører en del af A2, primært i de perifokale alveoler, kompenserende produktion af overfladeaktive stoffer. Et andet billede observeres i åndedrætsorganerne under udviklingen af tuberkuløs inflammation, da patogenet har en negativ effekt på processerne for intracellulær overfladeaktiv syntese. Direkte introduktion af tuberkulosemykobakterier i hundes lunge (brystpunktur) viste, at disorganisering af det cytoplasmatiske reticulum og mitokondrieprofiler observeres i A2 allerede i de første 15-30 minutter; efter flere timer er alveolocytterne fuldstændigt ødelagt på infektionsstedet. Hurtig udvikling af overfladeaktiv mangel fører til kollaps af alveolerne og hurtig spredning af den inflammatoriske proces i det omgivende parenkym. I alveolerne ved siden af foci dominerer små unge A2 med enkelte små sekretoriske granuler eller store celler med tegn på vakuolisering af intracellulære strukturer, undertiden med fuldstændigt ødelagt cytoplasma. I de alveolocytter, hvor der er udviklede elementer af det cytoplasmatiske netværk og det lamellære kompleks, detekteres kæmpeosmiofile lamellære legemer (GLB), hvilket indikerer en forsinkelse (hæmning) i frigivelsen af intracellulært overfladeaktivt stof til alveolernes overflade.

Matematisk modellering af A2's sekretoriske funktion i focifrit pulmonalt parenkym med øget funktionel belastning viste, at på trods af stigningen i volumen og den numeriske tæthed af modne sekretoriske granuler, ændrede populationens reservepotentiale sig ikke signifikant. Det blev fundet, at under forhold med øget vaskulær permeabilitet, udvikling af hypoxi og fibrøse ændringer i de interalveolære septa, forstyrres balancen i processerne for OPT-dannelse og modning i retning af sidstnævntes overvægt. Accelereret modning af OPT fører ofte til en stigning i matrixens elektrontransparente substans i sammensætningen af sekretoriske granuler, hvorimod indholdet af osmiofilt overfladeaktivt materiale i dem kan være ubetydeligt; det lamellære materiale af overfladeaktive stoffer er løst pakket og optager kun 1/3-1/5 af volumenet af det sekretoriske granulat. Forekomsten af et betydeligt antal A2 med vakuoleret OPT kan forklares ved forstyrrelsen af de indledende stadier af sekretionsdannelse. Sådanne celler har normalt ultrastrukturelle tegn på ødelæggelse (rydning af den cytoplasmatiske matrix, ødematøs hævelse af mitokondrier, tubuli i det cytoplasmatiske retikulum og lamellære kompleks), hvilket indikerer et fald i processerne for intracellulær produktion af overfladeaktive stoffer.

Det er karakteristisk, at faldet i syntesen af overfladeaktive fosfolipider ledsages af forekomsten af neutrale lipidgranuler i cytoplasmaet af A2. En tilstrækkelig afspejling af lipidmetabolismeforstyrrelser i lungen ramt af tuberkulose hos forsøgsdyr og mennesker er akkumuleringen af makrofager-lipofager (skumceller) med varierende grad af modenhed i alveolerne og det bronkoalveolære skyllemateriale. Parallelt observeres en pålidelig stigning i indholdet af neutrale lipider og et fald i andelen af totale fosfolipider i skyllevæsken.

Et af de tidlige tegn på destruktion af overfladeaktive stoffer i det eksperimentelle og kliniske billede af tuberkulose i åndedrætsorganerne er tabet af membranernes evne til at danne strukturer af reservemateriale. I stedet kan man på overfladen af alveolerne, i fagosomerne af alveolære makrofager og direkte i materialet fra bronkoalveolær lavage se membraner snoet til kugler ("kæmpe lagkugler") uden den karakteristiske tredimensionelle organisering. Dybden af destruktive ændringer i det overfladeaktive system fremgår også af hyppigheden af detektion af udskilt A2 i udvaskningen. Disse data korrelerer med resultaterne af biokemiske og fysisk-kemiske undersøgelser af pulmonale overfladeaktive stoffer.

Under hensyntagen til alle de identificerede træk skelnes der i øjeblikket mellem tre grader af lidelser for at karakterisere tilstanden af det surfactantsystem: mindre, alvorlig og udbredt. Sidstnævnte afspejler en øget risiko for at udvikle surfactantafhængig respirationssvigt hos patienter med udbredte destruktive former af sygdommen.

Resultaterne af undersøgelserne viser, at grundlaget for de forstyrrelser, der opstår i lungernes overfladeaktive system under tuberkulose, er processer forbundet med en øget permeabilitet af luft-blod-barrieren:

• skade på det overfladeaktive stof på alveolens overflade;
• metaboliske ændringer og skader på A2;
• Forstyrrelse af mekanismerne til fjernelse af overskydende overfladeaktivt stof fra alveolerne.

Samtidig har studier vist, at den primære cytologiske mekanisme, der understøtter det funktionelle potentiale af det surfactantsystem i lungen ændret af tuberkuløs inflammation, er en stigning i antallet af hypertrofieret A2, primært i lungeparenkym fjernt fra det specifikke fokus.

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

Genetiske aspekter af modtagelighed for tuberkulose

Før vi begynder vores analyse af den nuværende forskningsstatus inden for mekanismer for anti-tuberkuloseimmunitet og tuberkuloseimmunogenetik, anser vi det for nødvendigt at dvæle ved nogle generelle holdninger.

• For det første er mykobakterier kendt for at formere sig og blive ødelagt primært i makrofager. Meget få data (og de er modstridende) indikerer, at der er faktorer, der kan ødelægge mykobakterier ekstracellulært.
• For det andet er der ingen overbevisende beviser for, at neutrofile fagocytsystemet spiller en væsentlig rolle i forsvaret mod tuberkuloseinfektion.
• For det tredje er der ingen overbevisende beviser for, at anti-TB-antistoffer hverken kan ødelægge mykobakterier ekstracellulært eller fremme deres intracellulære ødelæggelse i makrofager eller andre celletyper.
• For det fjerde er der et stort antal fakta, der understøtter den holdning, at det centrale led i anti-tuberkuloseimmunitet er T-lymfocytter, og at de udøver deres regulerende indflydelse gennem fagocytsystemet.
• For det femte er der en række beviser for, at arvelige faktorer spiller en betydelig rolle i tuberkuloseinfektion.

Data, der indikerer den vigtige rolle, som genetiske faktorer spiller i modtageligheden for tuberkulose hos mennesker, er ret overbevisende. Først og fremmest indikeres dette af det faktum, at sygdommen med en ekstremt høj infektionsrate for M. tuberculosis (ca. en tredjedel af planetens voksne befolkning) kun udvikler sig hos en lille andel af mennesker. Dette indikeres også af de forskellige niveauer af modtagelighed for infektion i forskellige etniske grupper og arten af arvelighed af modtagelighed og resistens over for tuberkulose i familier med flere tilfælde af sygdommen. Endelig er bevis for denne holdning den signifikant øgede overensstemmelse mellem forekomsten af klinisk udtrykt tuberkulose hos monozygote (identiske) tvillinger sammenlignet med dizygote tvillinger.

Traditionel genetisk testning for tuberkulose

Rollen af det store histokompatibilitetskompleks og NRAMP*

Identifikation af gener og deres alleler, hvis udtryk bestemmer følsomhed eller resistens over for tuberkulose, ville ikke blot give dyb indsigt i de grundlæggende mekanismer for immunitet og udviklingen af den patologiske proces ved tuberkulose, men ville også bringe brugen af genetiske typningsmetoder til at identificere individer blandt raske mennesker med en genetisk øget risiko for at blive smittet med tuberkulose tættere på virkeligheden, hvilket kræver prioriterede forebyggende foranstaltninger, især en særlig tilgang til vaccination.

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

Der findes et betydeligt antal eksperimentelle undersøgelser, der viser rollen af en række genetiske systemer og individuelle gener (H2, BCG1, Tbc1, xid osv.) i resistens (følsomhed) over for tuberkulose hos mus. Hos mennesker omfatter de mest undersøgte gener major histocompatibility complex (MHC) klasse II-gener, blandt hvilke allelkomplekset i HLA-DR2-familien (menneske) viser en forholdsvis høj grad af association med øget sygelighed i adskillige etnisk adskilte populationer, og allelerne i HLA-DQ-locus påvirker det kliniske billede af tuberkulose. For nylig er de første succeser opnået med at analysere forbindelsen mellem NRAMP1-genet og tuberkulose hos mennesker. Disse data er særligt bemærkelsesværdige, fordi dette gen har en høj grad af homologi med NRAMP1-genet (tidligere kaldet BCG 1, da det kontrollerer følsomheden over for M. bovisBCG), som udtrykkes selektivt i musemakrofager, og som utvivlsomt påvirker følsomheden over for intracellulære patogener (herunder mykobakterier).

Mutationer med funktionstab

Der blev identificeret adskillige gener, hvis ændringer, der førte til et fuldstændigt tab af evnen til at kode et funktionelt aktivt produkt (gen-knockout), især påvirkede musenes evne til at udvikle et beskyttende immunrespons på mykobakterieinfektion. Disse er generne, der koder for IFN-γ, IL-12, TNFα, samt receptorerne i immunsystemcellerne til de anførte cytokiner. Med en knockout af generne, der koder for IL-4 og IL-10, var forløbet af tuberkuloseinfektionen derimod praktisk talt ikke anderledes end hos vildtype (initial) mus. Disse data bekræftede på genetisk niveau den primære beskyttende rolle i tuberkulose af immunsystemets evne (primært T1-lymfocytter) til at reagere på infektion ved at producere type 1-cytokiner, men ikke type 2.

Anvendeligheden af disse data på mykobakterielle infektioner hos mennesker er blevet påvist. I meget sjældne familier, hvor børn har lidt af tilbagevendende mykobakterielle infektioner og salmonellose fra en tidlig alder, skyldes den ekstremt høje modtagelighed homozygote ikke-konservative mutationer i generne, der koder for cellereceptorer for IFN-γ og IL-12, arvet fra forældre, der er heterozygote for disse mutationer; som forventet viste ægteskaberne sig med en sådan arv af sjældne mutationer at være tæt beslægtede. Imidlertid fører sådanne grove overtrædelser til en så høj modtagelighed for infektioner, at de praktisk talt ikke tillader barnet at overleve mere end et par år, og da kun under næsten sterile forhold.

Disse samme overvejelser giver anledning til en noget skeptisk vurdering af tilgangen til modellering af infektioner hos dyr med knockout-mutationer i gener, der spiller en primær rolle i beskyttelsen mod disse infektioner. Sådanne mutationer fører til ekspressionen af fænotyper, der ikke har nogen chance for at overleve under normale forhold og hurtigt ville blive elimineret ved selektion. Således dør mus, der ikke udtrykker MHC klasse II-produkter og som følge heraf ikke har en normal pulje af CD4-lymfocytter, af dissemineret infektion kort tid efter infektion med M. tuberculosis. Et meget lignende forløb af tuberkulose hos mennesker observeres med et markant fald i antallet af CD4-celler i de sene stadier af AIDS. Når man løser problemerne med genetisk bestemmelse af risikogrupper og generelt for at forstå de genetiske årsager til øget modtagelighed inden for den normale populationsfordeling, beskæftiger forskeren sig med individer, der, omend ikke er optimale (ifølge denne egenskab), men ret levedygtige. Dette aspekt af problemet taler for at bruge mere traditionelle eksperimentelle modeller til genetisk analyse, for eksempel interlineære forskelle i forløbet af tuberkulose hos mus.

Genomscreening og tidligere ukendte gener for tuberkulosemodtagelighed

Allerede i 1950'erne og 1960'erne blev det vist, at nedarvning af træk vedrørende modtagelighed og resistens over for tuberkulose hos forsøgsdyr er kompleks og polygenisk. I denne situation er det for det første nødvendigt at udvælge klart udtrykte, "ekstremt forskellige" fænotyper mellem modtagelige og resistente dyr eller individer, dvs. sygdommens karakteristika, og derefter undersøge arten af deres nedarvning. For det andet er det nødvendigt at tage højde for, at vi a priori ikke aner, hvor mange gener der er involveret i sygdomsbekæmpelse, og hvordan de er placeret i genomet. Derfor er det nødvendigt enten at reducere den genetiske diversitet i den population, der undersøges, på forhånd ved at adskille efter den undersøgte egenskab ved hjælp af genetiske teknikker (hvilket kun er muligt i dyreforsøg), eller at screene hele genomet ved hjælp af statistiske metoder inden for kvantitativ genetik i stedet for Mendelsk genetik, eller at kombinere disse teknikker. Efter udviklingen af genomscanningsmetoder, der bruger PCR til mikrosatellit-DNA-regioner og statistisk behandling og fortolkning af resultaterne, begyndte genetisk analyse af modtagelighed over for tuberkulose på et nyt niveau.

De ovennævnte tilgange er for nylig blevet anvendt med succes i genetiske eksperimenter på lineære mus af to forskergrupper. En gruppe forfattere fra Central Research Institute of Tuberculosis, Russian Academy of Medical Sciences, var sammen med kolleger fra Center for the Study of Host Resistance ved McGill University (Montreal, Canada) og Royal Stockholm Institute de første til at udføre en genomisk screening for arv af sygdommens sværhedsgrad forårsaget af intravenøs administration af en høj dosis af M. tuberculosis-stammen H37Rv hos mus. A/Sn- (resistente) og I/St- (følsomme) linjer blev brugt som forældrelinjer med modsat modtagelighed for tuberkulose. En pålidelig kobling af modtagelighed hos hunner blev fundet til mindst tre forskellige loci placeret på kromosom 3, 9 og 17. For nylig blev kobling til loci i den proximale del af kromosom 9 og den centrale del af kromosom 17 også vist for hanner. Den stærkeste kobling til modtagelighed blev fundet for locus på kromosom 9. En anden gruppe forskere i USA screenede musegenomet for at bestemme arvemønsteret for modtagelighedsegenskaben i M. tuberculosa-stammen Erdman. I en kombination af C57BL/6J (resistent i deres model) og C3HeB/FeJ (følsom) muselinjer blev et locus i den centrale del af kromosom 1, der kontrollerer sygdommens sværhedsgrad, kortlagt i analysen af F2-hybrider og derefter BC1-afkom. Efter den indledende kortlægning blev en mere præcis lokalisering af locus opnået ved hjælp af rekombinationsanalyse, og dens effekt på et så vigtigt fænotypisk træk som sværhedsgraden af granulomatøs lungevævsskade blev etableret i tilbagekrydsede mus (generation BC3), dvs. efter at den genetiske diversitet blandt de undersøgte dyr var signifikant reduceret ved hjælp af genetiske teknikker. Det er vigtigt at bemærke, at det kortlagte locus, betegnet sst1 (modtagelighed for tuberkulose 1), selvom det er placeret på kromosom 1, tydeligvis ikke er identisk med NRAMP1-locus. Dette fremgår både af dets lokalisering på kromosomet og det faktum, at C57BL/6-mus bærer allelen for følsomhed over for BCG for NRAMP1-genet, men allelen for resistens over for M. tuberculosis for sst1-locuset.

De data, der er offentliggjort i de senere år om tilstedeværelsen i musegenomet af loci, der fundamentalt påvirker tuberkuloseprocessens natur, giver os håb om betydelige fremskridt på dette område og i analysen af genetisk modtagelighed hos mennesker. De utroligt hurtige fremskridt inden for genomisk analyse vil højst sandsynligt gøre det muligt at foretage overgangen fra genetikken bag musetuberkulose til genetikken bag menneskelig tuberkulose meget hurtigt, da den komplette sekvens af genomet hos både mennesker og mus praktisk talt er blevet dechifreret.

Makrofag-mykobakterie-interaktion

Makrofager spiller en ekstremt vigtig rolle i forsvaret mod tuberkuloseinfektion, både i fasen med antigengenkendelse og eliminering af mykobakterier.

Efter at mykobakterier er kommet ind i lungerne, kan situationen udvikle sig i henhold til fire hovedmønstre:

• Det primære værtsrespons kan være tilstrækkeligt til fuldstændigt at eliminere alle mykobakterier og derved eliminere muligheden for tuberkulose;
• I tilfælde af hurtig vækst og reproduktion af mikroorganismer udvikles en sygdom kendt som primær tuberkulose;
• ved latent infektion udvikler sygdommen sig ikke, men mykobakterier forbliver i kroppen i en såkaldt sovende tilstand, og deres tilstedeværelse manifesterer sig kun i form af en positiv hudreaktion på tuberkulin;
• I nogle tilfælde er mykobakterier i stand til at overgå fra en dvaletilstand til en vækstfase, og latent infektion erstattes af reaktivering af tuberkulose.

Den første forsvarslinje mod infektion, efter at mykobakterier har nået de nedre luftveje, er alveolære makrofager. Disse celler er i stand til direkte at undertrykke bakteriers vækst ved at fagocytere dem. De deltager også i en bred vifte af cellulære anti-tuberkuloseimmunitetsreaktioner - gennem antigenpræsentation, stimulering af T-lymfocyt-akkumulering på inflammationsstedet osv. Det er vigtigt at bemærke, at de specifikke mekanismer for binding af virulente og relativt avirulente stammer af mykobakterier til fagocytter kan variere.

Der er tilstrækkelig evidens til at indikere, at processen med dannelse af vakuoler eller fagosomer under M. tuberculosis' interaktion med en mononukleær fagocyt medieres af mikroorganismens binding til komplementreceptorer (CR1, CR3, CR4), mannosereceptorer eller andre celleoverfladereceptorer. Interaktionen mellem mannosereceptorerne i fagocytiske celler og mykobakterier medieres tilsyneladende af glykoproteinet i den mykobakterielle cellevæg - lipoarabinomannan.

Cytokiner af T-hjælpere type 2 - prostaglandin E2 og IL-4 - stimulerer ekspressionen af CR og MR, og IFN-γ undertrykker derimod ekspressionen og funktionen af disse receptorer, hvilket fører til et fald i mykobakteriers adhæsion til makrofager. Data om receptorers deltagelse i bakteriers binding til celler fortsætter også med at akkumuleres.

CD14-molekylets (fagocytmarkørens) rolle blev demonstreret ved hjælp af en model for interaktion mellem mykobakterier og mikroglia, der er fagocytter i hjernevævet. Det blev konstateret, at antistoffer mod CD14 forhindrede infektion af mikrogliaceller med den virulente laboratoriestamme H37Rv. Da CD14-molekylet ikke trænger ind i cellemembranen og dermed ikke har direkte kontakt med cytoplasmaet, er det ikke i stand til at transmittere det lipoprotein-inducerede signal uafhængigt, men kræver en coreceptor for at aktivere intracellulære signaltransmissionsveje. De mest sandsynlige kandidater til sådanne coreceptorer er repræsentanter for Toll-lignende receptorfamilien. Mikrobielle lipoproteiner kan, gennem aktivering af disse receptorer, på den ene side forstærke værtsorganismens forsvarsmekanismer og på den anden side forårsage vævsskade gennem induktion af apoptose. Samtidig er apoptose i stand til at hæmme immunresponset ved at eliminere celler involveret i immunreaktioner og derved reducere skaden på væv.

Ud over ovenstående synes det ret sandsynligt, at de såkaldte "scavenger"-receptorer, som er placeret på overfladen af makrofager og har affinitet for en række ligander, spiller en betydelig rolle i processen med mykobakteriers binding til fagocytiske celler.

M. tuberculosis' skæbne efter fagocytose er undertrykkelse af dens vækst af makrofager. Efter at være kommet ind i fagosomet, udsættes patogene bakterier for en række faktorer, der har til formål at ødelægge dem. Sådanne faktorer omfatter fusion af fagosomet med lysosomer, syntese af reaktive iltradikaler og syntese af reaktive nitrogenradikaler, især nitrogenoxid. Mykobakteriers død inde i makrofagen kan forekomme ved flere mekanismer som følge af komplekse cytokinmedierede interaktioner mellem lymfocytter og fagocytter. Det er muligt, at mykobakteriers evne til at undgå de toksiske virkninger af reaktive ilt- og nitrogenradikaler er et nøgletrin i overgangen til det latente infektionsstadium. Makrofagens evne til at undertrykke væksten af M. tuberculosis afhænger i høj grad af celleaktiveringsstadiet (i det mindste delvist) og af balancen af cytokiner (primært, sandsynligvis, blodpladeafledt vækstfaktor alfa (TGF-α) og IFN-γ).

En vigtig komponent i mekanismen bag makrofagers antimykobakterielle aktivitet er tilsyneladende apoptose (programmeret celledød). I en model for dyrkning af M.bovis BCG i monocytter blev det vist, at apoptose (men ikke nekrose) af makrofager ledsages af et fald i levedygtigheden af fagocyterede mykobakterier.

T-lymfocytters rolle i anti-tuberkuloseimmunitet

T-lymfocytter er kendt for at være hovedkomponenten i erhvervet immunitet ved tuberkuloseinfektion. Immunisering af forsøgsdyr med mykobakterielle antigener, såvel som forløbet af tuberkuloseinfektion, ledsages af dannelsen af antigenspecifikke lymfocytter CD4 ⁺ og CD8 ⁺.

Mangel på CD4- og i mindre grad CD8-lymfocytter observeret hos CD4-, CD8-, MHCII- og MHCI-gen-knockout-mus, såvel som ved administration af antistoffer specifikke for CD4- eller CD8-antigener, fører til et signifikant fald i musenes resistens over for M. tuberculosis-infektion. Det er kendt, at AIDS-patienter, der er karakteriseret ved en mangel på CD4 ⁺ -lymfocytter, har en ekstremt høj følsomhed over for tuberkulose. Det relative bidrag fra CD4 ^+- og CD8 ^{+-lymfocytter til det beskyttende immunrespons kan ændre sig på forskellige infektionsstadier. I lungegranulomer hos mus inficeret med M. bovis BCG dominerer CD4+} -T-lymfocytter således i de tidlige stadier af infektionen (2-3 uger), mens indholdet af CD8 ⁺ -lymfocytter stiger på senere stadier. Under adoptiv overførsel har CD8 ^{+-lymfocytter, især deres CD44hl-} subpopulation, høj beskyttende aktivitet. Ud over CD4 ^+- og CD8 ⁺ -lymfocytter har andre lymfocytsubpopulationer, især γδ- og CD4 ⁺ -CD8 ^{+-lymfocytter,}, begrænset af ikke-polymorfe molekyler af MHC-klassen CD1, bidrager tilsyneladende også til den beskyttende immunitet mod tuberkuloseinfektion. Mekanismerne bag T-lymfocytters effektorvirkning er primært reduceret til enten produktion af opløselige faktorer (cytokiner, kemokiner) eller cytotoksicitet. Ved mykobakterielle infektioner forekommer der overvejende dannelse af T1, hvis karakteristiske træk er produktionen af cytokinerne IFN-γ og TNF-α. Begge cytokiner er i stand til at stimulere makrofagers antimykobakterielle aktivitet, som primært er ansvarlig for den beskyttende effekt af CD4-lymfocytter. Derudover er IFN-γ i stand til at undertrykke sværhedsgraden af inflammatoriske reaktioner i lungerne og derved reducere sværhedsgraden af tuberkuloseinfektion. TNF-α er nødvendig for granulomdannelse, fuldt samarbejde mellem makrofager og lymfocytter og vævsbeskyttelse mod nekrotiske forandringer. Ud over sin beskyttende effekt har TNF-α også en "patologisk" effekt. Dens produktion kan føre til feber, vægttab og vævsskade - symptomer, der er karakteristiske for tuberkuloseinfektion. T-lymfocytter er ikke den eneste kilde til TNF-α. Dens primære producenter er makrofager. Effekten af TNF-α bestemmes i høj grad af produktionsniveauet af andre cytokiner af type 1 og 2 i inflammationsfokus. Ved dominerende produktion af cytokiner af type 1 og fravær af produktion af cytokiner af type 2 har TNF-α en beskyttende effekt, og ved samtidig produktion af cytokiner af type 1 og 2 har den en destruktiv effekt. Da mykobakterier, som nævnt ovenfor, primært stimulerer T1-lymfocytter, ledsages forløbet af mykobakterielle infektioner normalt ikke af en stigning i produktionen af IL-4 og IL-5. Samtidig kan der i alvorlige former for infektion, såvel som i dens sene stadier, være en lokal og systemisk stigning i produktionen af IL-4 og IL-5. Om øget produktion af type 2-cytokiner er en årsag til en mere alvorlig tuberkuloseinfektion eller en konsekvens af den, er uklart.

Cytotoksicitet over for inficerede målceller udvises af CD8 ⁺ celler såvel som "ikke-klassiske" CD8 ⁺ lymfocytter begrænset af CDlb-molekyler, CD4 ⁺ CD8 ⁺ lymfocytter og CD4 ⁺ lymfocytter. Betydningen af cytotoksicitet i beskyttelse mod tuberkulose indikeres af et fald i den cytotoksiske aktivitet af CD8 ⁺ lymfocytter og indholdet af perforin hos tuberkulosepatienter sammenlignet med raske donorer. Det er vigtigt at besvare spørgsmålet om, hvordan lysis af inficerede målceller kan påvirke forløbet af den infektionsmæssige proces: fører det til et fald i reproduktionsintensiteten af mykobakterier, som er intracellulære parasitter, eller fremmer det tværtimod frigivelsen af mykobakterier fra inficerede makrofager og infektion af nye celler. Data fra S. Stronger (1997) synes at kunne bidrage til forståelsen af dette problem. Forfatterne viste, at cytotoksiske lymfocytter indeholder granulysinmolekyler, som har en bakteriedræbende virkning på mykobakterier. For at granulysin kan trænge ind i inficerede celler, skal lymfocytter udskille proteiner, der danner porer i målcellernes membran. Således blev der for første gang opnået data om den direkte destruktion af mykobakterier (i makrofager) af T-lymfocytter, hvilket demonstrerede muligheden for direkte deltagelse af T-lymfocytter i beskyttelse mod mykobakterielle infektioner.

Regulering af T-celle immunrespons

T-lymfocytters respons og deres produktion af effektorcytokiner reguleres af cytokiner produceret af antigenpræsenterende celler, herunder inficerede makrofager. IL-12 forskyder differentieringen af T-lymfocytter mod dannelsen af Th1-celler og stimulerer produktionen af IFN-γ. Infektion af mus med IL-12 ^% M.bovis BCG fører til progressiv udvikling af infektionen, øget spredning af mykobakterier og ledsages af fravær af granulomdannelse i lungerne. Hos mus med IL-12p40 ^% inficeret med M. tuberculosis observeres ukontrolleret vækst af mykobakterier, forbundet med en krænkelse af både naturlig resistens og erhvervet immunitet og forårsaget af et signifikant fald i produktionen af proinflammatoriske cytokiner IFN-γ og TNF-β. Omvendt fører administration af rekombinant IL-12 til mus efterfulgt af infektion med M. tuberculosis Erdmann til en stigning i deres resistens over for infektion.

IL-10 er et regulatorisk cytokin, der stimulerer udviklingen af humorale immunitetsreaktioner og undertrykker mange reaktioner inden for cellulær immunitet. Det antages, at IL-10's effekt på T-celleresponset kan medieres af dets virkning på makrofager: IL-10 hæmmer præsentationen af antigener af makrofager og undertrykker syntesen af proinflammatoriske cytokiner TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 og IL-12, GM-CSF, G-CSF af makrofager. IL-10 har også en anti-apoptotisk effekt. Et sådant virkningsspektrum synes at bestemme den signifikante effekt af IL-10 på intensiteten af antituberkuloseimmunitet, men dataene om afhængigheden af beskyttende immunitet af IL-10-produktion er ekstremt modstridende.

TGF-β er en unik faktor i undertrykkelsen af cellulær immunitet. Dens produktionsniveau korrelerer med sværhedsgraden af tuberkulose, og administration af anti-TGF-β-antistoffer eller naturlige TGF-β-hæmmere til mus inficeret med M. tuberculosis korrigerer det reducerede T-cellerespons.

Det skal bemærkes, at T-lymfocytters effektorrolle ikke er begrænset til produktion af cytokiner og cellulær cytotoksicitet. Andre processer, der forekommer under etablering af direkte kontakt mellem T-lymfocytter og makrofager, såvel som produktionen af kemokiner af T-lymfocytter, kan bidrage væsentligt til udviklingen af lokale inflammatoriske reaktioner. Sidstnævnte er til gengæld ikke kun forårsaget af makrofagernes og T-lymfocytternes respons. Neutrofiler, eosinofiler, fibroblaster, epitelceller og andre celler kan være aktive deltagere i de processer, der forekommer i lungerne under tuberkuloseinfektion.

Morfologiske undersøgelser af granulomdannelsesprocessen, såvel som resultaterne af bestemmelsen af dynamikken i dannelsen af et specifikt T-cellerespons, tillader efter vores mening at skelne mellem flere stadier af mykobakteriers interaktion med makroorganismen. Det første er karakteriseret ved progressiv proliferation af mykobakterier i fravær af et specifikt T-lymfocytrespons og varer ca. 2-3 uger. Det andet forekommer efter dannelsen af modne T-lymfocytter og er karakteriseret ved stabilisering af mykobakterievæksten. Som regel efterfølges dette af dekompensationsstadiet, som falder sammen med ødelæggelsen af lymfoide formationer og forekomsten af nekrotiske forandringer i lungerne. Vaccineeffekten kan skyldes en reduktion i den første fase af responsen.