Patogenesis tuberkulosis

Perkembangan radang tuberkulosis bergantung pada reaktivitas organisme dan keadaan pertahanannya, virulensi mikobakteri tuberkulosis, dan durasi persistensi mereka di paru-paru. Tindakan berbagai faktor dari proses infeksi dapat menjelaskan keragaman besar reaksi jaringan dan seluler di bagian pernapasan, di mana perubahan spesifik dikombinasikan dengan yang tidak spesifik, dengan satu atau lain cara memengaruhi manifestasi dan hasil dari proses utama.

Setiap tahap merupakan serangkaian perubahan struktural yang kompleks dalam berbagai sistem tubuh dan organ pernapasan, disertai dengan perubahan besar dalam proses metabolisme, intensitas reaksi metabolisme pada bagian pernapasan, dan tercermin dalam keadaan morfofungsional elemen seluler dan nonselulernya. Yang sangat penting adalah studi tentang mekanisme paling awal perkembangan peradangan tuberkulosis, yang telah ditetapkan dalam beberapa tahun terakhir.

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

Gangguan mikrosirkulasi dan keadaan penghalang aerohematologi

Dalam waktu 24 jam setelah pemberian Mycobacterium tuberculosis intravena ke paru-paru tikus, perubahan karakteristik pada tempat tidur mikrosirkulasi terjadi: perluasan profil jaringan kapiler vaskular, pembentukan lumpur eritrosit dengan susunan parietal leukosit polimorfonuklear dapat diamati. Analisis mikroskopis elektron pada lapisan endotel kapiler paru menunjukkan aktivasi permukaan luminal sel, tanda-tanda perkembangan edema intraseluler dengan disorganisasi vesikel mikropinositotik dan fusi mereka menjadi vakuola besar. Area sitoplasma endoteliosit yang edematous dan bersih di beberapa tempat membentuk tonjolan berbentuk layar, berbeda dalam jumlah dan ukuran di berbagai pembuluh mikro. Dalam beberapa kasus, pengelupasan lokal proses sitoplasma mereka dari lapisan basal yang mendasarinya, pelonggaran dan penebalan yang terakhir diamati.

Terlepas dari metode pengenalan mikobakterium tuberkulosis, dalam semua percobaan model dalam 3-5 hari pertama terjadi peningkatan permeabilitas penghalang aerohematik, sebagaimana dibuktikan oleh akumulasi cairan di interstitium, perkembangan edema intraseluler tidak hanya pada endoteliosit, tetapi juga pada alveolosit tipe 1 (A1). Perubahan tersebut memengaruhi proses sitoplasma mereka, di mana area sitoplasma bening dan edema muncul, yang mampu menonjol ke dalam ruang intraalveolar.

Di tempat-tempat generalisasi mycobacterium tuberculosis dan perkembangan fokus pneumonia, pembentukan akumulasi granulomatosa primer sel mononuklear dan leukosit polimorfonuklear, A1 ditentukan dengan proses sitoplasma yang sangat menebal, di tempat-tempat yang hancur, area membran dasar yang terbuka. Di banyak alveolosit tipe ke-2 (A2), terjadi pembengkakan mikrovili apikal, perluasan profil mitokondria dan retikulum sitoplasma yang tidak merata. Hiperhidrasi epitel alveolus disertai di beberapa tempat oleh pelepasan cairan, protein plasma, dan elemen seluler peradangan ke dalam ruang intra-alveolus.

Studi mikrosirkulasi modern telah menetapkan peran utama sistem vaskular dalam pengembangan fase awal peradangan. Dirangsang oleh sitokin, endotelium mengeluarkan zat aktif biologis - molekul perekat (selektin, integrin), berbagai mediator (metabolit asam arakidonat) dan faktor pertumbuhan, radikal oksigen, oksida nitrat, dll., yang menyediakan interaksi antara endotelium dan leukosit polimorfonuklear, serta antara elemen seluler peradangan lainnya. Telah ditetapkan bahwa L-selectin memediasi apa yang disebut efek "rolling neutrophil", yang merupakan tahap awal adhesi sel-sel ini ke endotelium. Jenis selektin lain, P-selectin, setelah efek histamin atau metabolit oksigen pada sel endotel, ditranslokasi ke permukaannya, memfasilitasi adhesi neutrofil. E-selectin juga terdeteksi pada permukaan sel endotel yang diaktifkan oleh sitokin; Ia terlibat dalam proses interaksi antara endotelium venula pascakapiler dan limfosit T.

Sitokin yang disekresikan oleh sel mononuklear dan polinuklear menyebabkan penataan ulang struktur sitoskeleton sel endotel, yang menyebabkan kontraksi dan peningkatan permeabilitas kapiler. Pada gilirannya, masuknya leukosit polimorfonuklear melalui dinding pembuluh darah dapat disertai dengan kerusakannya dan peningkatan permeabilitas terhadap protein plasma dan cairan, dan perubahan komposisi atau aktivitas molekul perekat menyebabkan peningkatan migrasi monosit dan limfosit, yang memastikan perkembangan lebih lanjut dari reaksi inflamasi. Timbul di organ pernapasan sebagai respons terhadap masuknya Mycobacterium tuberculosis, ia memengaruhi semua struktur bagian pernapasan.

Selama pembentukan dan pematangan granuloma tuberkulosis, yaitu pada tahap kedua perkembangan proses spesifik, gangguan pada struktur septa interalveolar meningkat. Edema, proliferasi sel, dan fibrilogenesis di interstitium secara signifikan mengubah keadaan morfofungsional epitel pernapasan, terutama di dekat fokus reaksi inflamasi. Gangguan pada kondisi lingkungan mikro dan aktivitas vital alveolosit berdampak negatif pada keadaan fungsional penghalang aerohematik dan pertukaran gas di paru-paru.

Bersamaan dengan perubahan yang telah dicatat pada septa interalveolar di zona edema, perubahan destruktif yang nyata pada epitel alveolar, yang dapat ditelusuri di sebagian besarnya, menarik perhatian. Mereka mempengaruhi kedua jenis alveolosit dan memiliki satu arah - pembengkakan edematous pada organel intraseluler, yang menyebabkan disfungsi dan kemudian kematian sel. Fragmen alveolosit yang hancur, termasuk A2, dapat dideteksi dalam konten intraalveolar. Elemen makrofag, leukosit polimorfonuklear, serta sejumlah besar eritrosit dan eosinofil, yang mencerminkan permeabilitas tinggi jaringan kapiler, juga terletak di sini. Benang-benang fibrin dan konglomeratnya ditentukan di antara sel-sel yang hancur.

Pada alveoli yang menahan udara, tanda-tanda edema jaringan dan struktur seluler septa interalveolar juga dapat diamati. Selain itu, pada permukaan epitel alveolar, terjadi proses pembentukan gelembung, yang mencerminkan tahap awal penghancuran penghalang aerohematik dan "pembanjiran" alveoli. Pada tahap akhir perkembangan peradangan tuberkulosis, peningkatan progresif dalam perubahan distrofi dan destruktif pada komponen struktural bagian terminal paru-paru diamati, terutama di area parenkim paru yang berbatasan dengan fokus nekrotik kaseosa atau fokus pneumonia tuberkulosis. Gangguan mikrosirkulasi tersebar luas.

Aliran protein plasma darah transkapiler mendorong masuknya kompleks imun yang bersirkulasi (CIC) ke dalam interstitium paru-paru, yang mendorong perkembangan reaksi imunologis dan imunopatologis sekunder di dalamnya. Peran yang terakhir dalam patogenesis tuberkulosis telah terbukti, dan hal itu disebabkan oleh pengendapan CIC intrapulmonal, cacat dalam sistem fagosit, dan ketidakseimbangan dalam produksi sitokin, yang mengatur interaksi antarsel.

Area parenkim paru udara berkurang hingga 30% dari area bagian, areanya bergantian dengan area edema intraalveolar yang jelas, distelektasis dan atelektasis, perluasan alveoli yang emfisematosa. Meskipun sifat progresif dari perkembangan peradangan tuberkulosis yang tidak diobati, proses kompensasi dan pemulihan terjadi di parenkim paru yang bebas dari fokus. Seperti yang telah ditunjukkan oleh penelitian kami, di zona peradangan perifokal, aktivitas fungsional A2 ditujukan terutama untuk menjaga integritas epitel alveolar, memulihkan populasi A1, yang paling sensitif terhadap aksi faktor proses tuberkulosis. Fakta partisipasi A2 dalam proses regenerasi sebagai sumber seluler epitel pernapasan secara umum diakui saat ini. Peningkatan yang nyata dalam aktivitas proliferatif A2 di zona-zona ini ditunjukkan dengan deteksi 6-10 alveolosit muda yang terletak di dekatnya - "tunas pertumbuhan" dengan struktur inti yang seragam dan berkembang dengan baik, kandungan mitokondria dan poliribosom yang signifikan dalam sitoplasma, sejumlah kecil butiran sekretori. Terkadang figur mitosis dapat terlihat pada sel-sel ini. Pada saat yang sama, alveolosit tipe intermediet, yang mencerminkan transformasi A2 menjadi A1, sangat jarang. Fungsi pertukaran gas organ dipertahankan karena hipertrofi alveolar, pembentukan titik pertumbuhan dan transformasi A2 menjadi A1 di daerah terpencil parenkim paru. Tanda-tanda ultrastruktural dari fungsi sekretori aktif A2 juga diamati di sini.

Data ini berkorelasi dengan hasil pemeriksaan mikroskopis elektron epitel alveolus pada bahan bedah. Pada pasien dengan penyembuhan fokus infeksi tuberkulosis, terbentuk struktur adenomatosa yang menyerupai duktus alveolus. Sel-sel yang melapisinya memiliki ultrastruktur A2, yang mempertahankan granula sekretori tunggal. Merupakan karakteristik bahwa transformasi A2 menjadi A1 tidak terjadi (alveolosit tipe intermediet tidak terdeteksi), yang tidak memungkinkan struktur ini diklasifikasikan sebagai alveoli yang baru terbentuk, seperti yang dicatat oleh beberapa penulis.

Proses pemulihan epitel pernapasan, pembentukan alveolosit transisional hanya diamati di parenkim paru yang lebih jauh, di mana pertumbuhan nodular alveolosit yang sesuai dengan "tunas pertumbuhan" ditentukan. Fungsi pertukaran gas utama paru-paru juga dilakukan di sini, sel-sel penghalang aerohematik memiliki ultrastruktur yang berkembang dengan baik dengan sejumlah besar vesikel mikropinosit.

Studi berbagai model peradangan tuberkulosis menunjukkan bahwa perkembangan peradangan spesifik di paru-paru tidak hanya dikaitkan dengan perubahan destruktif tertentu di bagian pernapasan langsung pada fokus infeksi, tetapi mempengaruhi seluruh parenkim paru, di mana tanda-tanda gangguan mikrosirkulasi diamati. peningkatan permeabilitas pembuluh septa interalveolar. Dengan perkembangan proses inflamasi, fenomena edema meningkat, yang mempengaruhi keadaan alveolosit, terutama A1. Lumen banyak alveoli sebagian atau seluruhnya diisi dengan cairan dan elemen seluler peradangan. Hipoksia dan perubahan fibrosa pada septa interalveolar mempengaruhi fungsi pertukaran gas dari penghalang aerohematik, menyebabkan perkembangan kegagalan pernapasan dan kematian hewan percobaan.

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

Peran makrofag paru-paru

Makrofag paru-paru merupakan komponen dari sistem fagosit mononuklear, yang umum di seluruh tubuh dan berasal dari sel induk pluripoten sumsum tulang. Selama pembelahan sel induk, prekursor monosit diproduksi - monoblas dan promonosit. Monosit beredar dalam darah dan sebagian memasuki jaringan interstisial paru-paru, di mana mereka dapat tetap tidak aktif untuk beberapa waktu. Di hadapan penginduksi diferensiasi, mereka diaktifkan, bergerak ke permukaan epitel pernapasan dan bronkial, di mana mereka menjalani beberapa tahap pematangan, berubah menjadi makrofag alveolar dan bronkial. Fungsi utama sel-sel ini - penyerapan - dikaitkan dengan kemampuan mereka untuk memfagositosis bahan asing. Menjadi salah satu faktor ketahanan alami tubuh, mereka melindungi daerah-daerah paru-paru yang pertama kali bersentuhan dengan mikroba dan agen abiogenik, yaitu mereka menjaga sterilitas lapisan epitel paru-paru di seluruh panjangnya. Sebagian besar bahan asing, serta fragmen elemen seluler yang hancur, hampir sepenuhnya dicerna setelah konjugasi vakuola fagosom makrofag (nekrofag, hemosiderofag) dengan lisosom yang mengandung enzim proteolitik. Makrofag paru-paru dicirikan oleh kandungan tinggi fosfatase asam, esterase nonspesifik, katepsin, fosfolipase A2, dan enzim siklus Krebs, terutama suksinat dehidrogenase. Pada saat yang sama, diketahui bahwa patogen sejumlah penyakit menular, dan terutama M. tuberculosis, dapat bertahan lama di sitoplasma makrofag alveolar, karena mereka memiliki dinding sel yang sangat tahan yang menahan aksi enzim lisosom. Dalam percobaan model pada hewan yang tidak diobati, meskipun terjadi aktivasi nyata dari fosfatase asam dan hidrolase lainnya, aktivitas proliferasi tertentu dari Mycobacterium tuberculosis dan pembentukan kelompok kecil seperti koloni oleh patogen dapat diamati dalam sitoplasma makrofag alveolar.

Aktivitas mikrobisida rendah dari makrofag paru dikaitkan dengan fitur spesifik organ dari fagosit, karena mereka berfungsi dalam lingkungan dengan kandungan oksigen tinggi. Proses energi dalam sitoplasma mereka didukung terutama oleh fosforilasi oksidatif lipoprotein, dengan katabolisme yang salah satu fungsi utama sel-sel ini, yang merupakan bagian dari sistem surfaktan paru, dikaitkan. Ekstraksi energi, lokalisasi proses oksidatif memengaruhi sistem mitokondria, yang perkembangannya berkorelasi dengan keadaan fungsional fagosit. Superoksida dismutase juga terlokalisasi di sini - enzim perlindungan antioksidan yang mengkatalisis dismutasi oksigen tunggal yang terbentuk selama perjalanan elektron di sepanjang rantai pernapasan. Ini pada dasarnya membedakan makrofag paru dari leukosit polimorfonuklear, yang menerima oksigen dan bioenergi terutama karena glikolisis. Dalam kasus terakhir, pembelahan substrat terjadi langsung di sitosol, dan oksigen aktif serta hidrogen peroksida yang terbentuk dengan bantuan mieloperoksidase merupakan potensi bakterisida utama untuk tindakan terhadap bakteri.

Biosidalitas makrofag paru yang rendah dapat dianggap sebagai semacam harga untuk adaptasi terhadap kondisi aerobik fungsi. Oleh karena itu, tampaknya mereka melawan mikobakteri tuberkulosis bersama dengan leukosit polimorfonuklear dan monosit eksudat (mereka juga disebut makrofag inflamasi). Secara patogenetik penting adalah bahwa tidak semua makrofag paru yang telah menangkap mikobakteri tuberkulosis dikeluarkan dari paru-paru dengan aliran surfaktan dan sekresi bronkial - beberapa di antaranya berkembang di interstitium, yang merupakan pemicu pembentukan gugus sel karakteristik - granuloma.

Masuk ke interstitium, kaya pembuluh darah, makrofag paru dengan fagositosis tidak lengkap mulai memproduksi sitokin inflamasi, mengaktifkan endotelium yang berdekatan. Pada membran yang terakhir, ekspresi imunoglobulin meningkat, dengan bantuan adhesi selektif monosit dilakukan. Setelah meninggalkan dasar vaskular, sel-sel ini diubah menjadi makrofag eksudat, menghasilkan mediator inflamasi, menarik tidak hanya mono-, tetapi juga polinuklear ke fokus.

Pada saat yang sama, sinyal untuk pengembangan reaksi granulomatosa berasal dari limfosit T yang tersensitisasi - efektor hipersensitivitas tipe tertunda. Di antara limfokin yang mulai diproduksi sel-sel ini, faktor penghambat migrasi monosit dan IL-2 sangat penting untuk granulomatogenesis. Mereka mempercepat masuknya dan memperbaiki monosit di lokasi infeksi, mengatur transformasi mereka menjadi makrofag fagosit, yang mengeluarkan dan menyajikan antigen.

Perlu ditekankan bahwa, sebagai mekanisme perlindungan seluler organ pernapasan dari penetrasi patogen, reaksi granulomatosa paru-paru pada peradangan tuberkulosis pada akhirnya mencerminkan kegagalan fagosit mononuklear untuk melawan mikobakteri tuberkulosis. Oleh karena itu, makrofag dipaksa untuk terus berkembang biak (menambah jumlah populasi) dan berdiferensiasi menjadi fagosit yang lebih besar (meningkatkan kualitas proteolisis). yang merupakan sel raksasa dari tipe benda asing. Dalam fagosom yang terakhir, di bawah mikroskop elektron, seseorang tidak hanya dapat melihat mikobakteri tuberkulosis, tetapi juga sel-sel apoptosis besar, fragmen leukosit polimorfonuklear yang hancur. Pada saat yang sama, tanda-tanda ultrastruktural aktivitas proteolitik (tingkat perkembangan aparatus lisosom) dalam fagosit tersebut per satuan luas sitoplasma tidak berbeda secara signifikan dari yang mononuklear. Dalam hal ini, makrofag paru-paru terus-menerus menarik leukosit polimorfonuklear, yang memiliki sifat biosidal yang lebih besar, ke lesi. Aktivasi yang terakhir disertai dengan pelepasan sejumlah besar hidrolase dan oksidan ke lingkungan ekstraseluler, yang menyebabkan kerusakan jaringan dan pembentukan massa kaseosa di bagian tengah lesi.

Gangguan metabolik yang paling menonjol diamati pada pasien dengan bentuk tuberkulosis paru progresif akut, terjadi dengan dominasi reaksi inflamasi eksudatif dan alteratif, dan perjalanan bentuk tuberkulosis paru progresif ditandai, sebagai aturan, oleh imunodepresi sel T yang nyata. Penekanan imunitas sel T, limfopenia yang nyata menyebabkan gangguan interaksi antarsel, penghambatan reaksi granulomatosa.

Defisiensi monosit dan limfosit yang teraktivasi, dikombinasikan dengan insufisiensi morfo-fungsionalnya, mungkin merupakan konsekuensi dari peningkatan apoptosis. Ketidakseimbangan sitokin yang terjadi dalam kasus tersebut dapat menjadi penanda adanya cacat pada sistem imun. Proses apoptosis memiliki ciri morfologi yang khas: kondensasi kromatin pada membran nukleus, disintegrasi nukleolus, pembentukan fragmen sel (badan apoptosis) dan fagositosisnya oleh makrofag.

Kekhasan fungsi makrofag paru-paru dikaitkan dengan kemampuannya tidak hanya untuk melakukan fagositosis, tetapi juga untuk menghasilkan sejumlah besar sitokin yang diperlukan untuk aktivasi dan pengaturan banyak reaksi dan proses ekstraseluler yang terjadi dalam fokus peradangan tuberkulosis. Dengan bantuan mereka, pengaturan diri pembaruan dan diferensiasi sel mononuklear dilakukan, interaksi antar sel dibangun di bawah kondisi proses dan regenerasi tertentu.

Mediator universal interaksi antarsel adalah IL-1, yang targetnya adalah limfosit, leukosit polimorfonuklear, fibroblas, endoteliosit, dan elemen seluler lainnya. Pada saat yang sama, fungsi sekresi makrofag paru didasarkan pada prinsip pengaturan diri, ketika sel yang sama mengeluarkan tidak hanya pengatur proses ekstraseluler, tetapi juga inhibitor yang menghalangi aksinya. Makrofag sekretori berbeda secara signifikan dari makrofag fagosit dalam organisasi ultrastrukturalnya. Mereka jarang mengandung vakuola fagosomal dan lisosom sekunder, tetapi memiliki aparatus vesikular yang berkembang dan tanda-tanda sekresi ultrastruktural lainnya. Mereka diekspresikan dengan sangat baik dalam sel epiteloid, yang merupakan makrofag sekretori hiperaktif.

Tahapan diferensiasi makrofag paru-paru tertentu dapat dilacak dengan jelas di bawah mikroskop cahaya dan terutama mikroskop elektron dalam bahan lavage bronkoalveolar. Bergantung pada organisasi struktural nukleus dan sitoplasma, mononuklear muda yang tidak aktif dan biosintetik, serta makrofag fagositosis dan sekresi dewasa ditentukan di antara mereka. Sel muda yang tidak aktif (diameter 15-18 μm) biasanya membentuk sekitar 1/5 dari semua elemen makrofag. Mereka memiliki nukleus bulat dengan kontur halus: sitoplasma bersifat basofilik lemah, tidak mengandung inklusi apa pun. Di bawah mikroskop elektron, profil langka retikulum sitoplasma dan mitokondria, beberapa butiran kecil seperti lisosom, dan ribosom bebas terlihat dalam sel-sel ini.

Makrofag biosintetik yang teraktivasi berukuran lebih besar (berdiameter 18-25 μm), nukleusnya dibedakan oleh kontur bergelombang dan nukleolus yang jelas. Makrofag ini memiliki sitoplasma basofilik, yang mengandung kanal panjang jaringan sitoplasma granular dan banyak polisom. Elemen kompleks lamelar terdeteksi secara bersamaan di dua atau tiga zona, tempat lisosom primer terakumulasi. Lisosom sekunder diwakili oleh inklusi tunggal; fagosom jarang terdeteksi, yang mencerminkan kesiapan sel untuk fungsi fagositosis.

Diameter makrofag paru dewasa sangat bervariasi (30-55 μm), tergantung pada aktivitas dan orientasi fungsional sel. Ukuran terbesar merupakan karakteristik makrofag dengan tanda-tanda struktural fagositosis yang nyata. Permukaan sel-sel tersebut membentuk banyak pertumbuhan mikro dan pseudopodia yang panjang. Inti oval atau bulat sering terletak secara asentris, memiliki kontur bergelombang. Sejumlah besar kromatin terkondensasi terletak di dekat membran nukleus, nukleolus berukuran kecil (1-1,2 μm). Inklusi, kanal pendek retikulum sitoplasma granular, sisterna dan vakuola kompleks lamelar, dan ribosom bebas ditentukan dalam sitoplasma. Sel-sel tersebut mengandung sejumlah besar mitokondria, lisosom primer (0,5-1 μm) dan sekunder (1,2-2 μm), serta vakuola fagosom yang bervariasi dalam ukuran dan jumlah. Yang terakhir mengandung fragmen elemen seluler yang hancur dan mikobakteri tuberkulosis (“nekrofag”, “hemosiderofag”), inklusi lamelar yang bersifat fosfolipid (“fosfolifag”) dan/atau butiran lemak netral (“lipofag”), partikel debu, resin tembakau, kaolin (“koniofag”, “makrofag perokok”).

Dengan adanya objek fagositosis yang konstan, makrofag multinuklear (berdiameter lebih dari 70 μm) dengan lima atau lebih nuklei muncul. Sel-sel benda asing yang khas - tahap akhir diferensiasi makrofag dengan fungsi fagositosis - ditentukan dalam granuloma dan jaringan granulasi fokus tuberkulosis. Makrofag paru-paru dengan aktivitas sekresi yang jelas (berdiameter 25-40 μm) biasanya tidak memiliki pseudopodia yang khas. Sifat permukaannya dapat dibandingkan dengan lekukan renda tipis yang dibentuk oleh banyak pertumbuhan mikro yang relatif pendek. Nukleus bulat atau oval mengandung sejumlah kecil kromatin yang terkondensasi, nukleolus besar yang bening (1,5-2 μm). Sitoplasma transparan praktis tidak mengandung inklusi besar. Saluran pendek jaringan sitoplasma granular diwakili oleh profil tunggal, sedangkan elemen kompleks lamelar yang berkembang dengan baik adalah banyak vakuola dan vesikel dengan isi yang transparan elektron atau osmiofilik. Struktur yang sama terdeteksi di ektoplasma, tempat mereka bergabung langsung dengan plasmalemma. Bahkan pada perokok jangka panjang, yang semua sel fagositnya mengandung inklusi khas tar tembakau, makrofag yang mengeluarkan memiliki sejumlah kecil lisosom sekunder dan formasi seperti fagosom tunggal, yaitu mereka praktis tidak menyerap bahan asing. Makrofag dengan tanda-tanda ultrastruktural aktivitas sekretori dalam kondisi normal tidak lebih dari 4-8% dari lavage bronkoalveolar. Karena fungsi sel-sel ini dikaitkan dengan metabolisme, sintesis, dan pelepasan banyak zat aktif biologis ke lingkungan ekstraseluler, setiap gangguan dalam mekanisme perlindungan spesifik dan non-spesifik menyebabkan peningkatan jumlah mereka, pembentukan makrofag dengan potensi sekretori yang meningkat - sel epiteloid. Mereka membentuk simplas atau, sebagai hasil dari pembelahan mitosis yang tidak lengkap, berubah menjadi sel Pirogov-Langhans multinuklear yang khas - diferensiasi akhir makrofag dengan aktivitas sekresi.

Bergantung pada daya tahan tubuh, sifat tindakan, dan kondisi lingkungan mikro, proses transformasi pembentukan aktivitas fagositosis, sekresi, atau penyajian antigen memiliki karakteristiknya sendiri. Telah ditunjukkan bahwa menghitung persentase relatif jenis morfologi dan fungsi makrofag dalam lavage bronkoalveolar (menentukan rumus makrofag) membantu dalam diagnosis diferensial tuberkulosis dan granulomatosis paru lainnya, dan memungkinkan seseorang untuk mengevaluasi efektivitas pengobatan etiotropik.

Rasio jumlah makrofag paru yang aktif melakukan fagositosis dan mensintesis tidak hanya mencerminkan sifat reaksi jaringan di area peradangan tuberkulosis, tetapi dapat berfungsi sebagai indikator aktivitas proses patologis. Masalah penyelesaian fagositosis pada tuberkulosis juga tetap relevan. Hasil penelitian kami terhadap bahan eksperimental dan klinis menunjukkan bahwa hasil interaksi antara fagositosis dan patogen bergantung pada keadaan fungsional makrofag dan sifat biologis mikroorganisme.

Status sistem surfaktan

Pencapaian arah eksperimental dan teoritis dalam studi surfaktan paru telah memungkinkan untuk merumuskan konsep modern surfaktan sebagai sistem multikomponen elemen seluler dan non-seluler, yang kesatuan struktural dan fungsionalnya memastikan biomekanik respirasi normal.

Saat ini, sejumlah materi faktual telah terkumpul, yang membuktikan tidak hanya kemampuan adaptif yang signifikan dari sistem surfaktan dalam kondisi restrukturisasi ventilasi paru dan hemodinamik yang mendalam, tetapi juga sensitivitas komponen-komponennya yang nyata terhadap banyak faktor yang tidak menguntungkan dari proses tuberkulosis, yang sifat spesifiknya ditentukan oleh durasi persistensi patogen, proses yang bergelombang, dan gangguan mendalam pada tempat tidur mikrosirkulasi. Perubahan yang diamati dalam kasus ini tidak hanya memengaruhi zona pembentukan fokus infeksi, tetapi juga area parenkim paru yang jauh dan berfungsi aktif. Dalam hal ini, sangat penting untuk mengevaluasi kegunaan morfo-fungsional dari berbagai komponen sistem surfaktan, untuk menyoroti perubahan-perubahan yang dapat digunakan untuk mendiagnosis gangguan fungsi pernapasan yang bergantung pada surfaktan dan koreksi tepat waktu.

Tanda-tanda awal kerusakan surfaktan paru dapat diamati dalam eksperimen model menggunakan metode fiksasi paru khusus. Pada tahap awal perkembangan radang tuberkulosis, tanda-tanda tersebut bersifat lokal dan diekspresikan terutama di zona edema intra-alveolar. Di bawah mikroskop elektron, berbagai tahap pengelupasan dan kerusakan lapisan luar - membran surfaktan oleh cairan edematous dapat diamati. Perubahan ini sepenuhnya terwujud dalam fokus radang tuberkulosis, di mana bahan surfaktan yang hancur ditentukan di mana-mana dalam komposisi isi intra-alveolar.

Perubahan yang terlihat pada lapisan ekstraseluler alveoli terjadi pada fokus berbagai pneumonia bakteri. Dalam kasus ini, sebagian A2, terutama di alveoli perifokal, melakukan produksi surfaktan sebagai kompensasi. Gambaran yang berbeda diamati pada organ pernapasan selama perkembangan peradangan tuberkulosis, karena patogen memiliki efek buruk pada proses sintesis surfaktan intraseluler. Pengenalan langsung mikobakteri tuberkulosis ke paru-paru anjing (tusukan dada) menunjukkan bahwa disorganisasi retikulum sitoplasma dan profil mitokondria diamati pada A2 sudah dalam 15-30 menit pertama; setelah beberapa jam, alveolosit hancur total di tempat infeksi. Perkembangan cepat defisiensi surfaktan menyebabkan kolapsnya alveoli dan penyebaran cepat proses inflamasi ke parenkim di sekitarnya. Di alveoli yang berdekatan dengan fokus, A2 muda kecil dengan butiran sekretori kecil tunggal atau sel besar dengan tanda-tanda vakuolisasi struktur intraseluler, terkadang dengan sitoplasma yang hancur total, mendominasi. Pada alveolosit yang telah berkembang unsur jaringan sitoplasma dan kompleks lamelar, terdeteksi badan lamelar osmiofilik raksasa (GLB), yang mengindikasikan adanya penundaan (penghambatan) pelepasan surfaktan intraseluler ke permukaan alveoli.

Pemodelan matematis fungsi sekresi A2 pada parenkim paru bebas fokus dengan peningkatan beban fungsional menunjukkan bahwa meskipun terjadi peningkatan volume dan kepadatan numerik granula sekretori dewasa, potensi cadangan populasi tidak berubah secara signifikan. Ditemukan bahwa dalam kondisi peningkatan permeabilitas vaskular, perkembangan hipoksia dan perubahan fibrosa pada septa interalveolar, keseimbangan proses pembentukan dan pematangan OPT terganggu menuju dominasi yang terakhir. Pematangan OPT yang dipercepat sering kali menyebabkan peningkatan substansi matriks yang transparan-elektron dalam komposisi granula sekretori, sedangkan kandungan bahan surfaktan osmiofilik di dalamnya mungkin tidak signifikan; bahan lamelar zat aktif permukaan dikemas secara longgar, hanya menempati 1/3-1/5 dari volume granula sekretori. Munculnya sejumlah besar A2 dengan OPT berongga dapat dijelaskan dengan terganggunya tahap awal pembentukan sekresi. Sel-sel tersebut biasanya memiliki tanda-tanda kerusakan ultrastruktural (pembersihan matriks sitoplasma, pembengkakan edematous pada mitokondria, tubulus retikulum sitoplasma dan kompleks lamelar), yang menunjukkan penurunan dalam proses produksi surfaktan intraseluler.

Merupakan karakteristik bahwa penurunan sintesis fosfolipid aktif permukaan disertai dengan munculnya butiran lipid netral dalam sitoplasma A2. Refleksi yang memadai dari gangguan metabolisme lipid di paru-paru yang terkena tuberkulosis pada hewan percobaan dan manusia adalah akumulasi makrofag-lipofag (sel busa) dengan berbagai tingkat kematangan dalam alveoli dan bahan lavage bronkoalveolar. Secara paralel, peningkatan yang dapat diandalkan dalam kandungan lipid netral dan penurunan proporsi total fosfolipid diamati dalam cairan lavage.

Salah satu tanda awal kerusakan surfaktan dalam percobaan dan gambaran klinis tuberkulosis pada organ pernapasan adalah hilangnya kemampuan membrannya untuk membentuk struktur bahan cadangan. Sebaliknya, pada permukaan alveoli, dalam fagosom makrofag alveolar dan langsung pada bahan lavage bronkoalveolar, orang dapat melihat membran yang terpelintir menjadi bola ("bola berlapis raksasa") tanpa organisasi tiga dimensi yang khas. Kedalaman perubahan destruktif dalam sistem surfaktan juga dibuktikan dengan frekuensi deteksi A2 yang dikeluarkan dalam pencucian. Data ini berkorelasi dengan hasil studi biokimia dan fisikokimia surfaktan paru.

Dengan mempertimbangkan semua ciri yang teridentifikasi, tiga tingkatan gangguannya saat ini dibedakan untuk mengkarakterisasi keadaan sistem surfaktan: ringan, berat, dan meluas. Yang terakhir mencerminkan peningkatan risiko mengembangkan gagal napas yang bergantung pada surfaktan pada pasien dengan bentuk penyakit yang merusak dan meluas.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dasar gangguan yang terjadi pada sistem surfaktan paru-paru selama tuberkulosis adalah proses yang berhubungan dengan peningkatan permeabilitas penghalang udara-darah:

• kerusakan pada surfaktan pada permukaan alveolar;
• perubahan metabolisme dan kerusakan A2;
• terganggunya mekanisme pembuangan surfaktan limbah dari alveoli.

Pada saat yang sama, penelitian telah menetapkan bahwa mekanisme sitologi utama yang mendukung potensi fungsional sistem surfaktan di paru-paru yang diubah oleh peradangan tuberkulosis adalah peningkatan jumlah A2 yang hipertrofi, terutama di parenkim paru-paru yang jauh dari fokus spesifik.

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

Aspek genetik kerentanan terhadap tuberkulosis

Sebelum kami memulai analisis mengenai status penelitian terkini di bidang mekanisme imunitas anti-tuberkulosis dan imunogenetika tuberkulosis, kami menganggap perlu untuk membahas beberapa posisi umum.

• Pertama, mikobakteri diketahui berkembang biak dan dihancurkan terutama di makrofag. Sangat sedikit data (dan data tersebut saling bertentangan) yang menunjukkan bahwa ada faktor yang dapat menghancurkan mikobakteri secara ekstraseluler.
• Kedua, tidak ada bukti kuat bahwa sistem fagosit neutrofil berperan penting dalam pertahanan terhadap infeksi tuberkulosis.
• Ketiga, tidak ada bukti kuat bahwa antibodi anti-TB dapat menghancurkan mikobakteri secara ekstraseluler atau mendorong penghancuran intraseluler pada makrofag atau jenis sel lainnya.
• Keempat, ada sejumlah besar fakta yang mendukung posisi bahwa mata rantai utama dalam imunitas anti-tuberkulosis adalah limfosit T dan bahwa mereka menjalankan pengaruh pengaturannya melalui sistem fagosit.
• Kelima, ada banyak bukti yang menunjukkan faktor keturunan berperan penting dalam infeksi tuberkulosis.

Data yang menunjukkan peran penting faktor genetik dalam kerentanan terhadap tuberkulosis pada manusia cukup meyakinkan. Pertama-tama, ini ditunjukkan oleh fakta bahwa dengan tingkat infeksi M. tuberculosis yang sangat tinggi (sekitar sepertiga dari populasi orang dewasa di planet ini), penyakit ini berkembang hanya pada sebagian kecil orang. Ini juga ditunjukkan oleh berbagai tingkat kerentanan terhadap infeksi pada kelompok etnis yang berbeda dan sifat pewarisan kerentanan dan resistensi terhadap tuberkulosis dalam keluarga dengan banyak kasus penyakit ini. Akhirnya, bukti dari posisi ini adalah peningkatan konkordansi yang signifikan dari kejadian tuberkulosis yang diekspresikan secara klinis pada kembar monozigot (identik) dibandingkan dengan kembar dizigot.

Pengujian genetik tradisional untuk tuberkulosis

Peran kompleks histokompatibilitas utama dan NRAMP*

Identifikasi gen dan alelnya, yang ekspresinya menentukan sensitivitas atau resistensi terhadap tuberkulosis, tidak hanya akan memungkinkan pemahaman mendalam tentang mekanisme dasar kekebalan tubuh dan perkembangan proses patologis pada tuberkulosis, tetapi juga akan membawa penggunaan metode penentuan tipe genetika lebih dekat dengan kenyataan untuk mengidentifikasi individu di antara orang sehat dengan risiko genetik yang meningkat untuk tertular tuberkulosis, yang memerlukan tindakan pencegahan prioritas, khususnya pendekatan khusus terhadap vaksinasi.

* - Protein makrofag terkait resistensi alami - protein makrofag yang dikaitkan dengan resistensi alami.

Ada sejumlah besar penelitian eksperimental yang menunjukkan peran sejumlah sistem genetik dan gen individual (H2, BCG1, Tbc1, xid, dll.) dalam resistensi (sensitivitas) terhadap tuberkulosis pada tikus. Pada manusia, gen yang paling banyak dipelajari meliputi gen kelas II kompleks histokompatibilitas mayor (MHC), di antaranya kompleks alel dari famili HLA-DR2 (manusia) menunjukkan tingkat hubungan yang cukup tinggi dengan peningkatan morbiditas pada beberapa populasi yang berjauhan secara etnis, dan alel lokus HLA-DQ memengaruhi gambaran klinis tuberkulosis. Baru-baru ini, keberhasilan pertama telah dicapai dalam menganalisis hubungan gen NRAMP1 dengan tuberkulosis pada manusia. Data ini sangat penting karena gen ini memiliki tingkat homologi yang tinggi dengan gen NRAMP1 (sebelumnya disebut BCG 1, karena mengendalikan kerentanan terhadap M. bovisBCG), yang diekspresikan secara selektif dalam makrofag tikus dan yang tidak diragukan lagi memengaruhi kerentanan terhadap patogen intraseluler (termasuk mikobakteri).

Mutasi kehilangan fungsi

Beberapa gen telah diidentifikasi, perubahan yang menyebabkan hilangnya kemampuan untuk mengkode produk yang aktif secara fungsional (gene knockout), khususnya mempengaruhi kemampuan tikus untuk mengembangkan respons imun protektif terhadap infeksi mikobakteri. Ini adalah gen yang mengkode IFN-γ, IL-12, TNFα, serta reseptor sel sistem imun terhadap sitokin yang tercantum. Di sisi lain, dengan knockout gen yang mengkode IL-4 dan IL-10, perjalanan infeksi tuberkulosis secara praktis tidak berbeda dari yang terjadi pada tikus tipe liar (awal). Data ini mengonfirmasi pada tingkat genetik peran protektif utama dalam tuberkulosis dari kemampuan sistem imun (terutama limfosit T1) untuk merespons infeksi dengan memproduksi sitokin tipe 1, tetapi bukan tipe 2.

Penerapan data ini pada infeksi mikobakteri pada manusia telah dibuktikan. Dalam keluarga yang sangat jarang di mana anak-anak menderita infeksi mikobakteri berulang dan salmonellosis sejak usia dini, kerentanan yang sangat tinggi disebabkan oleh mutasi non-konservatif homozigot pada gen yang mengkode reseptor sel untuk IFN-γ dan IL-12, yang diwarisi dari orang tua heterozigot untuk mutasi ini; seperti yang diharapkan, dengan pewarisan mutasi langka tersebut, pernikahan ternyata sangat terkait. Namun, pelanggaran berat tersebut menyebabkan kerentanan yang sangat tinggi terhadap infeksi sehingga secara praktis tidak memungkinkan anak untuk bertahan hidup lebih dari beberapa tahun, dan itu pun hanya dalam kondisi yang hampir steril.

Pertimbangan yang sama ini memunculkan penilaian yang agak skeptis terhadap pendekatan pemodelan infeksi pada hewan dengan mutasi knockout pada gen yang memainkan peran utama dalam melindungi terhadap infeksi ini. Mutasi semacam itu mengarah pada ekspresi fenotipe yang tidak memiliki peluang bertahan hidup dalam kondisi normal dan akan cepat dihilangkan melalui seleksi. Dengan demikian, tikus yang tidak mengekspresikan produk MHC kelas II dan, sebagai akibatnya, tidak memiliki kumpulan limfosit CD4 normal mati karena infeksi yang menyebar dalam waktu singkat setelah infeksi dengan M. tuberculosis. Perjalanan tuberkulosis yang sangat mirip pada manusia diamati dengan penurunan yang nyata dalam jumlah sel CD4 pada tahap akhir AIDS. Ketika memecahkan masalah penentuan genetik kelompok risiko dan, secara umum, untuk memahami penyebab genetik dari peningkatan kerentanan dalam distribusi populasi normal, peneliti berurusan dengan individu yang, meskipun tidak optimal (menurut fitur ini), tetapi cukup layak. Aspek masalah ini mendukung penggunaan model eksperimental yang lebih tradisional untuk analisis genetik, misalnya, perbedaan interlinear dalam perjalanan tuberkulosis pada tikus.

Pemeriksaan genom dan gen kerentanan tuberkulosis yang sebelumnya tidak diketahui

Sejak awal tahun 1950-an dan 1960-an, telah ditunjukkan bahwa pewarisan sifat kerentanan dan resistensi terhadap tuberkulosis pada hewan laboratorium bersifat kompleks dan poligenik. Dalam situasi ini, pertama-tama, perlu untuk memilih fenotipe yang diekspresikan dengan jelas, "sangat berbeda" antara hewan atau individu yang rentan dan resisten, yaitu karakteristik penyakit, dan kemudian mempelajari sifat pewarisannya. Kedua, perlu untuk memperhitungkan bahwa apriori kita tidak tahu berapa banyak gen yang terlibat dalam pengendalian penyakit dan bagaimana mereka berada dalam genom. Oleh karena itu, perlu untuk mengurangi keragaman genetik dalam populasi yang diteliti terlebih dahulu, memisahkan menurut sifat yang diteliti, menggunakan teknik genetik (yang hanya mungkin dilakukan dalam percobaan hewan), atau untuk menyaring seluruh genom menggunakan metode statistik genetika kuantitatif daripada genetika Mendel, atau untuk menggabungkan teknik-teknik ini. Setelah pengembangan metode pemindaian genom menggunakan PCR untuk daerah DNA mikrosatelit dan pemrosesan statistik serta interpretasi hasil, analisis genetik kerentanan terhadap tuberkulosis dimulai pada tingkat yang baru.

Pendekatan yang disebutkan di atas baru-baru ini telah berhasil diterapkan dalam percobaan genetik pada tikus linear oleh dua kelompok peneliti. Sekelompok penulis dari Central Research Institute of Tuberculosis, Russian Academy of Medical Sciences, bersama dengan rekan-rekan dari Centre for the Study of Host Resistance di McGill University (Montreal, Kanada) dan Royal Stockholm Institute adalah yang pertama melakukan skrining genomik untuk pewarisan tingkat keparahan penyakit yang disebabkan oleh pemberian intravena dosis tinggi strain M. tuberculosis H37Rv pada tikus. Garis A/Sn (resisten) dan I/St (sensitif) digunakan sebagai garis parental dengan kerentanan yang berlawanan terhadap tuberkulosis. Keterkaitan kerentanan yang andal pada wanita ditemukan pada setidaknya tiga lokus berbeda yang terletak pada kromosom 3, 9 dan 17. Baru-baru ini, keterkaitan dengan lokus di bagian proksimal kromosom 9 dan bagian tengah kromosom 17 juga ditunjukkan untuk pria. Keterkaitan terkuat dengan kerentanan ditemukan pada lokus pada kromosom 9. Kelompok peneliti lain di Amerika Serikat menyaring genom tikus untuk menentukan pola pewarisan sifat kerentanan pada galur M. tuberculosa Erdman. Dalam kombinasi galur tikus C57BL/6J (resisten dalam model mereka) dan C3HeB/FeJ (sensitif), lokus di bagian tengah kromosom 1 yang mengendalikan tingkat keparahan penyakit dipetakan dalam analisis hibrida F2 dan kemudian keturunan BC1. Setelah pemetaan awal, lokalisasi lokus yang lebih tepat dicapai dengan menggunakan analisis rekombinasi, dan efeknya pada sifat fenotipik yang penting seperti tingkat keparahan kerusakan jaringan paru granulomatosa ditetapkan pada tikus yang disilangkan kembali (generasi BC3), yaitu setelah keragaman genetik di antara hewan yang diteliti berkurang secara signifikan menggunakan teknik genetik. Penting untuk dicatat bahwa lokus yang dipetakan. yang disebut sst1 (kerentanan terhadap tuberculosis 1), meskipun terletak pada kromosom 1, jelas tidak identik dengan lokus NRAMP1. Hal ini dibuktikan oleh lokasinya pada kromosom dan fakta bahwa tikus C57BL/6 membawa alel sensitivitas terhadap BCG untuk gen NRAMP1, tetapi alel resistensi terhadap M tuberculosis untuk lokus sst1.

Data yang dipublikasikan dalam beberapa tahun terakhir tentang keberadaan lokus dalam genom tikus yang secara mendasar memengaruhi sifat proses tuberkulosis memungkinkan kita untuk berharap adanya kemajuan signifikan dalam bidang ini dan dalam analisis kerentanan genetik pada manusia. Kemajuan yang luar biasa cepat dalam analisis genom kemungkinan besar akan memungkinkan transisi dari genetika tuberkulosis tikus ke genetika tuberkulosis manusia dengan sangat cepat, karena rangkaian lengkap genom manusia dan tikus telah diuraikan secara praktis.

Interaksi makrofag-mikobakterium

Makrofag memainkan peran yang sangat penting dalam pertahanan melawan infeksi tuberkulosis baik pada fase pengenalan antigen dan eliminasi mikobakteri.

Setelah mikobakteri memasuki paru-paru, situasinya dapat berkembang menurut empat pola utama:

• Respon host primer mungkin cukup untuk menghilangkan semua mikobakteri secara tuntas, sehingga menghilangkan kemungkinan terjadinya tuberkulosis;
• Dalam kasus pertumbuhan dan reproduksi mikroorganisme yang cepat, penyakit yang dikenal sebagai tuberkulosis primer berkembang;
• pada infeksi laten, penyakit tidak berkembang, tetapi mikobakteri tetap ada di dalam tubuh dalam apa yang disebut keadaan tidak aktif, dan kehadirannya hanya terwujud dalam bentuk reaksi kulit positif terhadap tuberkulin;
• Dalam beberapa kasus, mikobakteri mampu beralih dari keadaan tidak aktif ke fase pertumbuhan, dan infeksi laten digantikan oleh reaktivasi tuberkulosis.

Garis pertahanan pertama terhadap infeksi, setelah mikobakteri mencapai saluran pernapasan bawah, adalah makrofag alveolar. Sel-sel ini mampu secara langsung menekan pertumbuhan bakteri dengan memfagositosisnya. Mereka juga berpartisipasi dalam berbagai reaksi imunitas antituberkulosis seluler - melalui penyajian antigen, stimulasi akumulasi limfosit T di tempat peradangan, dll. Penting untuk dicatat bahwa mekanisme spesifik pengikatan galur mikobakteri virulen dan relatif avirulen ke fagosit mungkin berbeda.

Ada cukup bukti yang menunjukkan bahwa proses pembentukan vakuola atau fagosom selama interaksi M. tuberculosis dengan fagosit mononuklear dimediasi oleh perlekatan mikroorganisme ke reseptor komplemen (CR1, CR3, CR4), reseptor mannosa, atau reseptor permukaan sel lainnya. Interaksi antara reseptor mannosa sel fagosit dan mikobakteri dimediasi, tampaknya, oleh glikoprotein dinding sel mikobakteri - lipoarabinomannan.

Sitokin T-helper tipe 2 - prostaglandin E2 dan IL-4 - merangsang ekspresi CR dan MR, dan IFN-γ, sebaliknya, menekan ekspresi dan fungsi reseptor ini, yang menyebabkan penurunan adhesi mikobakteri ke makrofag. Data tentang partisipasi reseptor untuk protein surfaktan dalam perlekatan bakteri ke sel juga terus terkumpul.

Peran molekul CD14 (penanda fagosit) ditunjukkan dengan menggunakan model interaksi antara mikobakteri dan mikroglia, fagosit yang ada di jaringan otak. Ditemukan bahwa antibodi terhadap CD14 mencegah infeksi sel mikroglia dengan strain laboratorium H37Rv yang virulen. Karena molekul CD14 tidak menembus membran sel dan dengan demikian tidak memiliki kontak langsung dengan sitoplasma, ia tidak dapat mentransmisikan sinyal yang diinduksi lipoprotein secara independen, tetapi memerlukan koreseptor untuk mengaktifkan jalur transmisi sinyal intraseluler. Kandidat yang paling mungkin untuk koreseptor tersebut adalah perwakilan dari keluarga reseptor seperti Toll. Lipoprotein mikroba, melalui aktivasi reseptor ini, dapat, di satu sisi, memperkuat mekanisme pertahanan organisme inang, dan, di sisi lain, menyebabkan kerusakan jaringan melalui induksi apoptosis. Pada saat yang sama, apoptosis mampu menghambat respons imun dengan menghilangkan sel-sel yang terlibat dalam reaksi imun, sehingga mengurangi kerusakan yang disebabkan pada jaringan.

Selain hal-hal di atas, tampaknya sangat mungkin bahwa peran penting dalam proses penempelan mikobakteri ke sel-sel fagosit dimainkan oleh apa yang disebut reseptor "pemulung", yang terletak di permukaan makrofag dan memiliki afinitas terhadap sejumlah ligan.

Nasib M. tuberculosis setelah fagositosis adalah penekanan pertumbuhannya oleh makrofag. Setelah memasuki fagosom, bakteri patogen terpapar sejumlah faktor yang ditujukan untuk penghancurannya. Faktor-faktor tersebut meliputi fusi fagosom dengan lisosom, sintesis radikal oksigen reaktif dan sintesis radikal nitrogen reaktif, terutama oksida nitrat. Kematian mikobakteri di dalam makrofag dapat terjadi melalui beberapa mekanisme sebagai akibat dari interaksi kompleks yang dimediasi sitokin antara limfosit dan fagosit. Ada kemungkinan bahwa kemampuan mikobakteri untuk menghindari efek toksik dari oksigen reaktif dan radikal nitrogen merupakan langkah kunci dalam transisi ke tahap laten infeksi. Kemampuan makrofag untuk menekan pertumbuhan M. tuberculosis secara signifikan bergantung pada tahap aktivasi sel (setidaknya sebagian) dan pada keseimbangan sitokin (terutama, mungkin, faktor pertumbuhan yang berasal dari trombosit alfa (TGF-α) dan IFN-γ).

Komponen penting dari mekanisme aktivitas antimikobakteri makrofag tampaknya adalah apoptosis (kematian sel terprogram). Dalam model kultur M.bovis BCG dalam monosit, ditunjukkan bahwa apoptosis (tetapi bukan nekrosis) makrofag disertai dengan penurunan viabilitas mikobakteri yang difagositosis.

Peran limfosit T dalam kekebalan anti-tuberkulosis

Limfosit T diketahui merupakan komponen utama kekebalan yang didapat pada infeksi tuberkulosis. Imunisasi hewan percobaan dengan antigen mikobakteri, serta perjalanan infeksi tuberkulosis, disertai dengan pembentukan limfosit spesifik antigen CD4 ⁺ dan CD8 ⁺.

Defisiensi limfosit CD4 dan, pada tingkat yang lebih rendah, limfosit CD8 yang diamati pada tikus yang kehilangan gen CD4, CD8, MHCII, MHCI, serta setelah pemberian antibodi yang spesifik terhadap antigen CD4 atau CD8, menyebabkan penurunan yang signifikan pada resistensi tikus terhadap infeksi M. tuberculosis. Diketahui bahwa pasien AIDS, yang ditandai dengan defisiensi limfosit CD4 ⁺, memiliki sensitivitas yang sangat tinggi terhadap tuberculosis. Kontribusi relatif limfosit CD4 ⁺ dan CD8 ^{+ terhadap respons imun protektif dapat berubah pada berbagai tahap infeksi. Dengan demikian, pada granuloma paru tikus yang terinfeksi BCG M. bovis, limfosit T CD4+} mendominasi pada tahap awal infeksi (2-3 minggu), sedangkan kandungan limfosit CD8 ⁺ meningkat pada tahap selanjutnya. Selama transfer adoptif, ^{limfosit CD8 +, terutama subpopulasi CD44hl} mereka, memiliki aktivitas protektif yang tinggi. Selain limfosit CD4 ⁺ dan CD8 ⁺, subpopulasi limfosit lainnya, khususnya ^{limfosit γδ dan CD4+} CD8 +,, dibatasi oleh molekul non-polimorfik dari kelas MHC CD1. juga, tampaknya, berkontribusi pada kekebalan protektif terhadap infeksi tuberkulosis. Mekanisme aksi efektor limfosit T terutama direduksi menjadi produksi faktor terlarut (sitokin, kemokin) atau sitotoksisitas. Pada infeksi mikobakteri, pembentukan T1 yang dominan terjadi, yang ciri khasnya adalah produksi sitokin IFN-γ dan TNF-α. Kedua sitokin tersebut mampu merangsang aktivitas antimikobakteri makrofag, yang terutama bertanggung jawab atas efek perlindungan limfosit CD4. Selain itu, IFN-γ mampu menekan keparahan reaksi inflamasi di paru-paru dan dengan demikian mengurangi keparahan infeksi tuberkulosis. TNF-α diperlukan untuk pembentukan granuloma, kerja sama penuh makrofag dan limfosit, dan perlindungan jaringan dari perubahan nekrotik. Selain efek perlindungannya, TNF-α juga memiliki efek "patologis". Produksinya dapat menyebabkan demam, penurunan berat badan, dan kerusakan jaringan - gejala karakteristik infeksi tuberkulosis. Limfosit T bukan satu-satunya sumber TNF-α. Produsen utamanya adalah makrofag. Efek TNF-α sebagian besar ditentukan oleh tingkat produksi sitokin lain tipe 1 dan 2 dalam fokus peradangan. Dalam kondisi produksi sitokin tipe 1 yang dominan dan tidak adanya produksi sitokin tipe 2, TNF-α memiliki efek perlindungan, dan dengan produksi sitokin tipe 1 dan 2 secara bersamaan, ia memiliki efek destruktif. Karena, seperti disebutkan di atas, mikobakteri terutama merangsang limfosit T1, perjalanan infeksi mikobakteri biasanya tidak disertai dengan peningkatan produksi IL-4 dan IL-5. Pada saat yang sama, dalam bentuk infeksi yang parah, serta pada tahap akhir, mungkin ada peningkatan lokal dan sistemik dalam produksi IL-4 dan IL-5. Apakah peningkatan produksi sitokin tipe 2 merupakan penyebab infeksi tuberkulosis yang lebih parah atau konsekuensinya masih belum jelas.

Sitotoksisitas terhadap sel target yang terinfeksi ditunjukkan oleh sel CD8 ⁺ dan juga limfosit CD8 ^{+ "non-klasik" yang dibatasi oleh molekul CDlb, limfosit CD4+} CD8 ⁺, dan limfosit CD4 ⁺. Pentingnya sitotoksisitas dalam perlindungan terhadap tuberkulosis ditunjukkan oleh penurunan aktivitas sitotoksik limfosit CD8 ⁺ dan kandungan perforin pada pasien tuberkulosis dibandingkan dengan donor sehat. Penting untuk menjawab pertanyaan tentang bagaimana lisis sel target yang terinfeksi dapat memengaruhi jalannya proses infeksi: apakah hal itu menyebabkan penurunan intensitas reproduksi mikobakteri, yang merupakan parasit intraseluler, atau, sebaliknya, apakah hal itu mendorong pelepasan mikobakteri dari makrofag yang terinfeksi dan infeksi sel-sel baru. Data S. Stronger (1997) tampaknya dapat berkontribusi untuk memahami masalah ini. Para penulis menunjukkan bahwa limfosit sitotoksik mengandung molekul granulisin, yang memiliki efek bakterisida pada mikobakteri. Agar granulysin dapat menembus ke dalam sel yang terinfeksi, limfosit harus mengeluarkan protein yang membentuk pori-pori di membran sel target. Dengan demikian, untuk pertama kalinya, diperoleh data tentang penghancuran langsung mikobakteri (dalam makrofag) oleh limfosit T, sehingga menunjukkan kemungkinan partisipasi langsung limfosit T dalam perlindungan terhadap infeksi mikobakteri.

Pengaturan respon imun sel T

Respon limfosit T dan produksi sitokin efektornya diatur oleh sitokin yang diproduksi oleh sel penyaji antigen, termasuk makrofag yang terinfeksi. IL-12 menggeser diferensiasi limfosit T ke arah pembentukan sel Th1 dan merangsang produksi IFN-γ. Infeksi tikus dengan IL-12 ^% M.bovis BCG menyebabkan perkembangan infeksi secara progresif, peningkatan penyebaran mikobakteri dan disertai dengan tidak adanya pembentukan granuloma di paru-paru. Pada tikus dengan IL-12p40 ^% yang terinfeksi M. tuberculosis, pertumbuhan mikobakteri yang tidak terkendali dicatat, terkait dengan pelanggaran resistensi alami dan kekebalan yang didapat dan disebabkan oleh penurunan yang signifikan dalam produksi sitokin proinflamasi IFN-γ dan TNF-β. Sebaliknya, pemberian IL-12 rekombinan kepada tikus diikuti oleh infeksi dengan M. tuberculosis Erdmann menyebabkan peningkatan resistensi mereka terhadap infeksi.

IL-10 merupakan sitokin pengatur yang merangsang perkembangan reaksi imunitas humoral dan menekan banyak reaksi imunitas seluler. Dipercayai bahwa efek IL-10 pada respons sel T dapat dimediasi oleh aksinya pada makrofag: IL-10 menghambat penyajian antigen oleh makrofag dan menekan sintesis sitokin proinflamasi TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 dan IL-12, GM-CSF, G-CSF oleh makrofag. IL-10 juga memiliki efek antiapoptotik. Spektrum aksi seperti itu, tampaknya, harus menentukan efek signifikan IL-10 pada intensitas imunitas antituberkulosis, namun, data tentang ketergantungan imunitas protektif pada produksi IL-10 sangat kontradiktif.

TGF-β merupakan faktor unik dalam menekan imunitas seluler. Tingkat produksinya berkorelasi dengan tingkat keparahan tuberkulosis, dan pemberian antibodi anti-TGF-β atau inhibitor TGF-β alami pada tikus yang terinfeksi M. tuberculosis mengoreksi respons sel T yang berkurang.

Perlu dicatat bahwa peran efektor limfosit T tidak terbatas pada produksi sitokin dan sitotoksisitas seluler. Proses lain yang terjadi selama pembentukan kontak langsung antara limfosit T dan makrofag, serta produksi kemokin oleh limfosit T, dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap perkembangan reaksi inflamasi lokal. Yang terakhir, pada gilirannya, disebabkan tidak hanya oleh respons makrofag dan limfosit T. Neutrofil, eosinofil, fibroblas, sel epitel dan sel lainnya dapat menjadi peserta aktif dalam proses yang terjadi di paru-paru selama infeksi tuberkulosis.

Studi morfologis tentang proses pembentukan granuloma, serta hasil penentuan dinamika pembentukan respons sel T spesifik, menurut pendapat kami, memungkinkan untuk membedakan beberapa tahap interaksi mikobakteri dengan makroorganisme. Yang pertama ditandai dengan proliferasi mikobakteri progresif tanpa adanya respons spesifik limfosit T dan berlangsung sekitar 2-3 minggu. Yang kedua terjadi setelah pembentukan limfosit T dewasa dan ditandai dengan stabilisasi pertumbuhan mikobakteri. Sebagai aturan, ini diikuti oleh tahap dekompensasi, yang bertepatan dengan penghancuran formasi limfoid dan munculnya perubahan nekrotik di paru-paru. Efek vaksin mungkin disebabkan oleh pengurangan fase pertama respons.