Микобактерии являются группой микроорганизмов, важной как с биологической, так и с медицинской точки зрения. Их особая кислотоустойчивость, факт принадлежности к ним патогенных видов, среди которых находятся и возбудители лепры и туберкулеза, всё еще поражающих миллионы людей, подчеркивает значение этих микроорганизмов.
В книге опубликованы результаты многолетних исследований микобактерий, в частности лепры и туберкулеза с помощью электронной микроскопии, на основе полученных данных предлагаются новые подходы к изучению ультраструктуры микобактерий. Для сравнения приводятся данные исследований представителей нетуберкулезных микобактерий (Mycobacterium kansasii, Mycobacterium marinum, Mycobacterium skrofulaseum, Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare и Mycobacterium smegmatis).
Электронная микроскопия дала ценную информацию для изучения бактериальных клеток как самостоятельных структур, так и во взаимосвязи с организмом-хозяином. Микобактерии лепры и микобактерии туберкулеза изучались в материале от больных. Патогенные и условно-патогенные штаммы микобактерий изучались в культурах.
По единодушному утверждению исследователей, по электронно-микроскопической картине отличить Mycobacterium tuberculosis от Mycobacterium leprae невозможно. Поэтому морфологические структуры нельзя трактовать функционально, рассматривая только микрофотографии без применения других методов. Электронная микроскопия нашла тесные контакты с биохимией, биофизикой, иммунологией и генетикой. Такие методы исследования, как электронная гистохимия, электронная авторадиография, электронная иммунохимия, стали основой для создания функциональной ультраструктурной морфологии. Электронно-цитохимические и электронно-иммунохимические методы использовали для выявления ферментов и антигенов. Метод негативного контрастирования использовали с целью изучения поверхности культивируемых бактерий.
Полученные данные о субмикроскопической организации микобактерий лепры и туберкулеза и сходных с ними по строению культивируемых микобактерий позволили описать строение и химический состав микобактерий и показали единый принцип их организации. На ультратонких срезах показано наличие микрокапсулы, клеточной стенки и трехслойной цитоплазматической мембраны. Микрокапсула Mycobacterium leprae является фактором, препятствующим их внутриклеточному перевариванию. Наличие сложно устроенных поверхностных структур микобактерий позволяет им существовать в пределах различных температур и приспосабливаться к окружающим их условиям.
Сама цитоплазма имеет зернистое строение, содержит нуклеоид, не ограниченный мембраной, состоящий из одной кольцевой ДНК, рибосомы, электронно-прозрачные вакуоли, ограниченные трехслойной мембраной, электронно-плотные гранулы, представляющие собой включения волютина и «гомогенные тельца» – гранулы с умеренной электронной плотностью, обладающие высокой устойчивостью к внешним воздействиям. Представлено разнообразное строение мезосом. Каждое из перечисленных структурных образований имеет еще более сложное строение, частично представленное в атласе.
С помощью электронной микроскопии показано размножение микобактерий не только способом поперечного деления, но и представлены способы деления перетяжкой и почкованием. Наличие спороподобных образований, фильтрующихся форм микобактерий, покоящихся форм объясняет изменение клинической картины заболеваний при этих формах, свидетельствует о понижении патогенности и изменении антигенных свойств, повышении устойчивости к лекарственным препаратам, что заставляет пересмотреть ряд вопросов патогенеза лепры, туберкулеза и микобактериозов.
В настоящем исследовании применены методы электронной микроскопии и электронной цитохимии в сочетании с гистохимическими и иммунологическими методами, основная задача которых заключается в познании, изучении не только деталей строения возбудителей, но и функции выявленных структурных образований. Все это позволило провести изучение надмолекулярной структуры микроорганизмов, а также функциональной организации структурных компонентов микобактериальных клеток, расположенных непосредственно в клетках организма-хозяина.
Сравнительное изучение микобактерий обнаружило ряд различий у Mycobacterium leprae, Mycobacterium tuberculosis и НТМБ. Из особенностей строения отмечена более тонкая клеточная стенка у Mycobacterium leprae. Изучены активность и локализация в мембранных структурах (мезосомах и цитоплазматической мембране) микобактерий важных окислительно-восстановительных ферментов (сукцинатдегидрогеназы, НАДН-диафоразы, цитохромоксидазы и пероксидазы), что позволяет судить о существовании у них собственных ферментных систем. Полученные данные о локализации и активности ферментов характеризуют микобактерии как аэробы, способные к росту in vitro. Установлено, что активность цитохромоксидазы и пероксидазы у микобактерий лепры снижена по сравнению с активностью тех же ферментов у культивируемых микобактерий, что коррелирует с показателями их биологической активности.
В результате исследования материала от больных лепрой в различных стадиях заболевания и на фоне лечения обнаружены факторы, обеспечивающие депонирование инфекции в организме больного. Продемонстрирован процесс поражения эндотелиальных клеток у больных лепрой и выход Mycobacterium leprae в сосудистое русло. Деструктивное изменение сосудов у больных в активной стадии болезни позволяет рекомендовать проведение неспецифического лечения, направленного на усиление репаративных процессов в поврежденных сосудах.
Этой книгой хотелось бы показать, что данные, полученные при изучении микобактерий, могут быть использованы для решения многих теоретических и практических проблем, волнующих как биологов, так и практикующих врачей. Так как изучение различных звеньев морфологической структуры микобактерий – возбудителей инфекционных заболеваний, предлагает найти новые подходы в борьбе с ними.
Все вышеизложенное указывает на большую значимость полученных электронно-микроскопических данных и необходимость продолжения научных исследований в этом направлении. Полученные результаты – только начало дальнейших исследований в области изучения возбудителей лепры, туберкулеза и микобактериозов, которые, несомненно, помогут успешной борьбе с ними.
Материалы, представленные в книге, могут быть использованы для совершенствования диагностики микобактериозов. Кроме познавательного значения, материалы по электронной микроскопии микобактерий имеют и большое практическое значение. Монография предназначена для специалистов микробиологов, патоморфологов, цитологов, дерматовенерологов, а также студентов и слушателей, медицинских и биологических учебных заведений.