Роберт Кох та палочка туберкульозу

Німецький лікар і бактеріолог Генріх Герман Роберт Кох народився в Клаусталь-Целлерфельді 11 грудня 1843 р. Його батьками були Герман Кох, що працював в управлінні шахт, і Матільда Юлія Генрієтта Кох (Бівенд). У родині було 13 дітей, Роберт був третьою дитиною. Розвинутий не по роках, Роберт рано почав цікавитися природою, зібрав колекцію мохів, лишайників, комах і мінералів. Його дідусь, батько матері, і дядько були натуралістами-аматорами і заохочували інтерес хлопчика до занять природничими науками. Коли в 1848 р. Р.Кох пійшов у місцеву початкову школу, він уже вмів читати і писати. Він легко учився і вже в 1851 р. поступив у гімназію Клаусталя. Через чотири роки він уже був першим учнем у класі, а в 1862 р. закінчив гімназію.

Відразу по закінченні гімназії Роберт Кох пійшов у Геттингенський університет, де протягом двох семестрів вивчав природничі науки, фізику і ботаніку, а потім почав вивчати медицину. Найважливішу роль у формуванні інтересу Коха до наукових досліджень зіграли багато хто з його університетських викладачів, у т.ч. анатом Іаков Генле, фізіолог Георг Мейсснер і клініцист Карл Гассе. Ці вчені брали участь у дискусіях про мікроби і природу різних захворювань, і молодий Кох зацікавився цією проблемою.

Коли К. учився в Геттингенському університеті, Луї Пастер опублікував свої знамениті роботи, у яких спростував теорію мимовільного зародження живих організмів з неживої речовини і розробив мікробну теорію шумування. І хоча Пастер тоді ще не досліджував роль мікробів у розвитку захворювань у людини, таке припущення викликало бурхливу дискусію. Через 20 років після опублікування робіт Пастера Іаків Генле в есе «Про міазми і зараження» ("Von den Miasmen und Contagion") сформулював основні ідеї про те, як можна довести, що окремі захворювання викликаються специфічними мікроорганізмами – збудниками. Однак, хоча есе і містило теоретично переконливі аргументи, практична його перевірка здавалася з погляду технології того часу неможливою.

У 1866 р. Кох одержав медичний диплом, а потім у нього наступив період невпорядкованості, коли він працював у різних лікарнях і намагався організувати приватну практику в п'ятьох різних містах Німеччини. Кох хотів стати військовим лікарем чи зробити кругосвітню подорож як корабельний лікар, однак такої можливості в нього не було. У кінцевому рахунку Кох облаштувався в німецькому місті Раквіці, де почав лікарську практику і незабаром став відомим і шанованим лікарем. Однак ця робота Коха була перервана, коли в 1870 р. почалася франко-прусська війна.

Незважаючи на сильну короткозорість, Кох добровільно став лікарем польового госпіталю і тут набув великий досвід у лікуванні інфекційних хвороб, зокрема холери і черевного тифу. Одночасно він вивчав під мікроскопом водорості і великі мікроби, удосконалюючи свою майстерність у мікрофотографії. У 1871 р. Кох демобілізувався й у наступному році був призначений повітовим санітарним лікарем у Вольштейні (нині Волінтін у Польщі). Кох знайшов, що в околицях Вольштейна поширена сибірська виразка, ендемічне захворювання, що викликається бактерією Bacillus anthracis і поширюється серед великої рогатої худоби й овець, уражає легені, викликає карбункули шкіри і зміни лімфовузлів. Незабаром Кох почав вивчати за допомогою мікроскопа збудника, що ймовірно викликав сибірську виразку.

Провівши серію ретельних, методичних експериментів, Кох установив, що єдиною причиною сибірської виразки була бактерія Bacillus anthracis. Він довів також, що епідеміологічні особливості сибірської виразки, тобто взаємозв'язок між різними факторами, що визначають частоту і географічний розподіл інфекційного захворювання, обумовлені циклом розвитку цієї бактерії. Дослідження Коха Bacillus-anthracis уперше довели бактеріальне походження захворювання. Його статті з проблем сибірської виразки були опубліковані в 1876 і 1877 р. при сприянні ботаніка Фердінанда Кону і патолога Юлія Конгейма в університеті Бреслау (нині польське місто Вроцлав). Кох опублікував також опис своїх лабораторних методів, у т.ч. фарбування бактеріальної культури і мікрофотографування її будови. Результати досліджень Коха були представлені вченим лабораторії Конгейма, у т.ч. Паулю Ерліху.Відкриття Коха відразу принесли йому широку популярність, і в 1880 р. він, значною мірою завдяки зусиллям Конгейма, став урядовим радником в Імперському відділенні охорони здоров'я в Берліні. У 1881 р. Кох опублікував роботу «Методи вивчення патогенних організмів» ("Methods for the Study of Pathogenic Organisms"), у якій описав спосіб вирощування мікробів у твердих середовищах. Цей спосіб мав важливе значення для ізолювання і вивчення чистих бактеріальних культур. У цей час розгорнулася гостра дискусія між Кохом і Пастером, лідерство якого в мікробіології похитнули роботи Коха. Після того як Кох опублікував різко критичні відгуки про пастеровські дослідження, що стосується сибірської виразки, між двома видатними вченими спалахнула безстороння дискусія, що продовжувалася кілька років, що вони вели як на сторінках журналів, так і в публічних виступах.

Найбільшого тріумфу Кох досяг 24 березня 1882 р., коли він оголосив про те, що зумів виділити бактерію, що викликає туберкульоз. У той час це захворювання було одним з головних причин смертності. У публікаціях Коха із проблем туберкульозу вперше були позначені принципи, що потім стали називатися постулатами Коха. Ці принципи «одержання вичерпних доказів . що той чи інший мікроорганізм дійсно безпосередньо викликає визначені захворювання», що випливають з тез Генле, дотепер залишаються теоретичними основами медичної мікробіології.

Вивчення Кохом туберкульозу було перервано, коли він за завданням німецького уряду в складі наукової експедиції виїхав у Єгипет і Індію з метою спробувати визначити причину захворювання холерою. Працюючи в Індії, Кох оголосив, що він виділив мікроб, що викликає це захворювання. Відкриття Коха зробили його одним з тих особ, хто визначає напрямки розвитку охорони здоров'я, і зокрема відповідальним за координацію досліджень і практичних заходів у боротьбі з такими інфекційними захворюваннями, як черевний тиф, малярія, чума великої рогатої худоби, сонна хвороба (трипаносомоз) і чуму людини.

У 1885 р. К. став професором Берлінського університету і директором тільки що створеного Інституту гігієни. У той же час він продовжував дослідження туберкульозу, зосередивши на пошуках способів лікування цього захворювання. У 1890 р. він оголосив про те, що такий спосіб знайдений. Кох виділив так званий туберкулін (стерильну рідину, що містить речовини, вироблювані бацилою туберкульозу в ході росту), який викликав алергійну реакцію у хворих туберкульозом. Однак насправді туберкулін не став застосовуватися для лікування туберкульозу, тому що особливою терапевтичною дією він не володів, а його введення супроводжувалося токсичними реакціями, що стало причиною його найгострішої критики. Протести проти застосування туберкуліну стихли, лише коли виявилося, що туберкулінова проба може використовуватися в діагностиці туберкульозу. Це відкриття, що зіграло велику роль у боротьбі з туберкульозом у корів, з'явилося головною причиною присудження Коху Нобелівської премії.

У 1905 р. Кох за «дослідження і відкриття, що стосуються лікування туберкульозу», був визнаний гідним Нобелівської премії по фізіології і медицині. У Нобелівській лекції Кох сказав, що, якщо оглянути поглядом шлях, «який пройдений за останні роки в боротьбі з таким широко розповсюдженим захворюванням, як туберкульоз, ми не зможемо не констатувати, що тут були зроблені перші найважливіші кроки».

Люди, мало знайомі з Кохом, часто вважали його підозрілим і відлюдним, однак друзі і колеги знали його як добру і співчутливу людину. Кох був шанувальником Ґете і запеклим шахістом.

У 1867 р. Кох женився на Еммі Адельфіне Жозефіні Фрац. У них народилася дочка. У 1893 р. Кох розлучився зі своєю першою дружиною і женився на молодій акторці Хедвізі Фрайбург. Кох помер у Баден-Бадені від серцевого приступу 27 травня 1910 р.

Кох був визнаний гідним багатьох нагород, у т.ч. прусського ордена Пошани, присуджуваного німецьким урядом (1906), і почесних докторських ступенів університетів Гейдельберга і Болоньї. Він був іноземним членом Французької академії наук, Лондонського королівського наукового суспільства, Британської медичної асоціації і багатьох інших наукових суспільств.

Збудником туберкульозу є тубер¬кульозна паличка (mycobacterium tuberculosis), що була відкрита Р. Кохом у 1882 p. Існує три типи збудника — людський (typus huma-nus ), бичачий, чи коров'ячий (typus bovinus), та пташиний (typus avium). Існують також нетипові бактерії. За¬разними для людини є перші два ти¬пи — людський та коров'ячий, рід¬ко — нетипові бактерії (у людей із зни¬женим імунітетом). Джерелом ін¬фекції для людей, окрім хворої на ту¬беркульоз людини, можуть бути та¬кож хвора на цю інфекцію корова (бик), її м'ясо та молоко.Збудник туберкульозу являє собою тонку пряму чи дещо зігнуту паличку завдовжки 1,5—4 мкм і завтовшки до 0,5 мкм, яка не утворює спор та кап¬сул, не має джгутиків. Вона — аероб, грампозитивна, забарвлюється за Цілем—Нільсоном у червоний колір. Свіжі культури мікобактерій, виділені від хворих людей, ростуть дуже по¬вільно (3—4 тиж) на різних середови¬щах (картопля, яйце, бульйони то¬що) за наявності в них гліцерину. Паличка туберкульозу рогатбї худоби має як деякі морфологічні, так і куль-туральні відмінності — вона товща та коротша, не потребує для росту при¬сутності гліцерину. Мікобактерії ту¬беркульозу не продукують екзоток¬синів. Вірулентність їх пов'язана з комплексом ліпідів і ліпоїдів та інши¬ми сполуками (чинником вірулент¬ності). Мікобактерії виробляють фер¬менти лецитиназу, каталазу, перок-сидазу, уреазу.

Продукт життєдіяльності мікобак¬терій був відкритий Р. Кохом і назва¬ний туберкуліном. Його використо¬вують в діагностиці туберкульозу. Він існує переважно в очищеній формі, приготований з так званого старого туберкуліну і складається з чистих мікобактеріальних білків та домішки полісахаридів.

Туберкульоз — часте захворюван¬ня, особливо у країнах з низьким рівнем економіки і незадовільними житловими умовами та низьким рів¬нем охорони здоров'я і медичної до-помоги.

Проте в останні роки захворю¬ваність на туберкульоз зросла навіть у країнах, де він не мав значного по¬ширення, що певною мірою обумов¬лено зниженням уваги до його про-філактики.

Поліпшення соціально-економіч¬них умов життя людей відіграє голов¬ну роль у запобіганні та ліквідації ту¬беркульозу.

Зараження туберкульозом, себто проникнення мікобактерій у організм, відбувається переважно через дихальні шляхи (повітряно-крапельним спосо¬бом), рідко — через травний канал (осідаючи на слизовій оболонці), у разі якого уражається як початковий відділ (ротоглотка), так і переважно середній (сліпа кишка), рідко —кінце¬вий (пряма кишка).

Опірність щодо туберкульозу най¬нижча в дитячому віці та після 65 років.

Різні тканини та органи мають не однакову чутливість до мікобактерій. Найчутливішими є лімфовузли (вони уражені у 100 % інфікованих дітей), менінгеальна оболонка, а також селе¬зінка (особливо у дітей). Чутливі та¬кож нирки, надниркові залози, мат¬кові труби, гіпофіз. Мало чутливі і рідко уражуються шлунок, підшлун¬кова та щитовидна залози, яєчка та ін.

Інфікування (первинний туберку¬льоз) у переважної більшості людей відбувається у дитячому віці трахео-бронхіальним шляхом і звичайно по¬в'язане з контактом з хворими на ак¬тивну форму легеневого туберкульо¬зу. Таким контактам сприяють скуп¬чення людей за поганих житлових та санітарних умов, громадський транс¬порт тощо.

Первинна тканинна реакція в ле¬генях людини за інфікування її міко¬бактеріями туберкульозу виявляється утворенням у них так званого первин¬ного комплексу. Останній складається з невеликого фокусу специфічної пневмонії та ураження регіонарного середостінного лімфовузла — специ¬фічного лімфаденіту. Морфологічні прояви інфікування тканини мікобак¬теріями полягають у розвитку неспе¬цифічної реакції (гіперемії, набряку), лейкоцитарної інфільтрації та розвитку проліферації клітин сполучної ткани¬ни й формуванням під дією мікобак¬терій та їх продуктів специфічного еле¬менту туберкульозу, так званого гор¬бика (tuberculum) або ж гра¬нульоми (конгломерат горбиків). Особливістю цієї гранульоми (завбіль¬шки від просяного зерна і більше) є її схильність до змертвіння та розпаду.

Фундаментальною одиницею ту¬беркульозного ураження, центром горбика є так звані епітеліоідні кліти¬ни. Постійними елементами горбика є також гігантські клітини Лангганса та лімфоцити (останні по периферії горбика), а також сполучна тканина.

Епітеліоідні клітини — це перепов¬нені дезінтегрованими продуктами загиблих лейкоцитів та мікобактерій великі мононуклеари з блідою та піно-подібною від високого вмісту ліпідів цитоплазмою.

Скупчення мононуклеарів нагаду¬ють тісно упаковані клітини епітелію, через що й названі вони були епітелі-оідними клітинами. Злиття цитоплазм мононуклеарних клітин в полінукле-арні утворює гігантські клітини, які є як у центрі, так і в зовнішній час¬тині горбика. В центрі горбика міс¬тяться казеозні (сироподібні) некро¬тичні маси (вид сухого некрозу). Гра¬нульома туберкульозу, як й інші гранульоми, має імуногенне походження (І.В. Давидовський, 1969). У своєму розвитку вона проходить 4 фази:

первинна альтерація тканин, розвиток клітинної гранульоми, деструкція клітин гранульоми та кінцевий скле¬роз чи інкапсуляція осередку.Первинний комплекс (туберкульоз) не має специфічних та виразних клінічних проявів. Відзначаються не¬значна слабкість, алергічні явища, зокрема на шкірі гомілок, з'являють¬ся вузлова еритема чи інші шкірні ви¬сипки, часто збільшуються лімфовуз¬ли шиї, підвищується температура тіла до субфебрильних значень та з'яв¬ляється кашель. Часте первинне інфікування через його малосимп-томність не діагностується. Через 2— З тиж первинний комплекс у основної маси інфікованих починає затухати, обмежується (інкапсулюється) фіб¬розною сполучною тканиною (оболон¬кою), пронизується солями кальцію (під дією фосфату з загиблих клітин), утворюючи так звані петрифікати. У ча-стини інфікованих первинний комп¬лекс не повністю інкапсулюється, і мікобактерії в ньому (особливо в лімфовузлі) повністю не гинуть, тому процес тліє. Про це свідчать випадки активізації первинного комплексу з дисемінацією мікобактерій та розвитком захворювання через багато років, не¬зважаючи на підвищення імунітету до мікобактерій.

У 1—2 % інфікованих первинний комплекс не інкапсулюється, а при¬зводить до розвитку туберкульозу ле¬гень та (рідше) інших органів.

Як первинне інфікування, так і захворювання на туберкульоз раніше спостерігалось у дитячому та юнаць¬кому віці. Зараз в економічно розви¬нутих країнах, в тому числі й в Ук-раїні, хворіють на туберкульоз дорослі та люди похилого віку, серед яких є багато і первинно інфікованих у цьому віці. Розвитку захворювання сприяє багато чинників. Серед них анемія, гіпопротеїнемія гіповітамі¬ноз, цукровий діабет, інші порушен¬ня обміну та спадкова схильність.

Важливе значення мають підвищена чутливість, сенсибілізація організму до мікобактерій туберкульозу. Серед місцевих чинників сприяють розвитку туберкульозу силікоз та інші антрако¬зи легень.

Туберкульоз, як і будь-який інший запальний процес, супроводжується явищами ексудації, альтерації та про¬ліферації клітин, співвідношення між якими широко варіюють залежно від особливостей (вірулентності) збудни¬ка та реактивності організму (також характеру терапії) і визначають роз¬виток, або, переважно, ексудативно-інфільтративних, або некротично-продуктивних (проліферативних) форм туберкульозу.

Туберкульозний процес поши¬рюється в легенях контактним, брон¬хіальним та лімфогенним і гематоген¬ним шляхами, зумовлюючи різні фор¬ми захворювання легень та плеври, а нерідко й інших органів. Деструкція бронха призводить до виділення в його порожнину продуктів некрозу тканин та мікобактерій і поширення останніх по легені з розвитком кавернозних форм, а руйнування судин з прори¬вом мікобактерій в кров'яне русло обумовлює так звану міліарну форму туберкульозу.

Поряд зі специфічними змінами при туберкульозі спостерігаються не¬рідко й неспецифічні реакції та пору¬шення — кровотеча, ателектаз част¬ки легені (у разі стиснення бронха при лімфаденіті, частіше бронха середньої частки правої легені, або внаслідок закупорювання бронха з середини), емфізема легень тощо.

При первинному інфікуванні мож¬ливе ураження й інших органів. Міко¬бактерії з первинного комплексу в легенях можуть потрапляти в крово¬обіг (у разі руйнування судин, над¬ходження навантажених мікобактері¬ями макрофагів), заноситись у різні органи, зокрема кістки, нирки, лім¬фатичні вузли та осідати там, спри¬чинюючи їх захворювання. Всі ці фор¬ми позалегенсвого туберкульозу, що виникають шляхом дисемінації мікобактерій з первинного легеневого комплексу, належать до так званого вторинного туберкульозу, який до недавнього часу складав основу так званого хірургічного туберкульозу.

Поняття "хірургічний туберку¬льоз" дещо штучне, оскільки прак¬тично туберкульоз всіх локалізацій, у тому числі й найпоширеніша з них — легенева (фіброзно-кавернозні фор¬ми, туберкулома, емпієма плеври та бронхоплевральні нориці тощо), є об'єктом також хірургічного ліку¬вання. Легеневий туберкульоз, частка якого складає понад 75 % від усіх локалізацій, за умови діагностики його в ранніх стадіях та за наявності високоефективних засобів, зокрема хіміотерапевтичних (антибіотики та ін.), успішно лікується консерватив-ними методами, і кількість його хірургічних форм прогресивно змен¬шується. Проте в комплексі лікуван¬ня нелегеневого туберкульозу, що належить головним чином до вто-ринного, особливо туберкульозу пе¬риферичного (кістково-суглобовий, лімфатичних вузлів та туберкульоз внутрішніх органів, зокрема нирок, статевих органів тощо), хірургічний метод посідає вагоме місце.

Туберкульоз травного каналу пе¬реважно спостерігається в ділянці ілеоцекального кута, супроводжуєть¬ся ураженням його стінки та бри-жових лімфовузлів. Розпад останніх зумовлює туберкульозний перитоніт з утворенням численних специфічних гранульом, зрощень та продукцію ексудату в черевну порожнину. Ту¬беркульоз травного каналу може бу¬ти як первинним, так і вторинним. При легеневій формі туберкульозу, ураженні травного каналу, гортані, а також часто і лімфовузлів шиї вна¬слідок заковтування бактерій харко¬тиння містить мікобактерії туберку¬льозу.Туберкульоз ротоглотки, зокрема мигдаликів, за відсутності легене¬вого, може бути первинною формою.

Зовсім рідко первинний фокус ту¬беркульозу може розвинутись на уш¬кодженій шкірі (зокрема, на руках).

Найчастіше це буває у тих, хто кон¬тактує з м'ясом, у лікарів та ветери¬нарів.

Всі інші локалізації туберкульозу, зокрема так званого хірургічного (кістковий, нирковий, лімфатичних вузлів шиї та деяких інших органів), незалежно від наявності чи відсут¬ності легеневого, майже завжди є вторинними, тобто є наслідком ди¬семінації мікобактерій з легеневого первинного комплексу.

Оперативні втручання при тубер¬кульозі бувають радикальними, з ви¬даленням ураженого органа чи його частини (частка легені чи вся легеня, нирка, придаток яєчка, лімфатичні вузли тощо), допоміжними, що не ліквідують осередку, але сприяють вилікуванню процесу (перетин так званих шварт чи торакопластика при легеневому туберкульозі; остеоплас-тична фіксація хребта та ін.), ко¬ригуючими, які виправляють та усу¬вають наслідки туберкульозу, тоб¬то викривлення хребта, укорочення ніг тощо.

Список літератури:

1. Велика Радянська енциклопедія.

2. Енциклопедія «Кругосвет».

3. Лауреати Нобелівської премії. – Москва, 2000.

4. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М., 1987.