Взаимоотношения макро- и микроорганизма при туберкулезной инфекции имеет ряд особенностей. Они обусловлены, прежде всего, типичными для микобактерий внутриклеточным расположением, вследствие захвата их фагоцитами сразу же после проникновения в организм; способностью кислотоустойчивых бактерий противостоять ряду неблагоприятных воздействий, в том числе и повреждающему влиянию внутриклеточных ферментов, лизоцима и других бактерицидных веществ, которыми располагает фагоцит. Однако, вопрос о функциональном и морфологическом состоянии микобактерий, подвергшихся фагоцитозу, до настоящего времени остается недостаточно изученным.
Одним из методов, с помощью которого взаимоотношения макро- и микроорганизма могут быть исследованы на клеточном уровне, является заражение культуры клеток. Взаимодействие микобактерий и макрофагов в культуре в одних случаях может закончиться перевариванием и элиминацией, в другом - оказавшиеся внутри клетки микроорганизмы не поддаются уничтожению и размножаются в клеточной культуре. Мы хотим привести некоторые свои результаты изучения взаимодействия микобактерий с макрофагами в культуре клеток.
В данном опыте использовалась культура перитонеальных макрофагов от беспородных белых мышей, которую заражали штаммами M. Bovis и M. Avium в одинаковой инфицирующей дозе - 0.0015 мл суспензии, соответствовавшей 5 ед. мутности по оптическому стандарту. Через 1, 2, 3, 4, 6, 7 и 20 часов после заражения покровные стекла с инфицированными макрофагами извлекали из боксов с питательной средой и окрашивали по Цюль-Нельсену. При просмотре препаратов мы обращали внимание на процессы деструкции и образования измененных форм, а также определяли фагоцитарную активность (ФА – процент активно фагоцитирующих клеток), фагоцитарное число (ФЧ – среднее количество микробов, находящихся в одном макрофаге) и цитопатогенное действие (ЦПД – процент разрушенных макрофагов). В каждом препарате считали не менее 300 клеток, опыт повторяли пятикратно.
В результате данного исследования мы определили следующее: макрофаги интенсивно захватывали микобактерии того и другого видов, и через час после заражения в цитоплазме большинства клеток насчитывалось значительное число микобактерий. Внутренняя структура макрофагов сохранялась. Микобактерии туберкулезной инфекции, как правило, имели форму тонких прямых или слегка изогнутых палочек длиной 3-4 мкм и шириной 0,3-0,5 мкм. Максимально активное размножение микобактерий отмечено между 4 и 6 часами после инфицирования. Размножившиеся микроорганизмы образовали довольно значительные скопления и вызывали повреждения макрофагов. Через 2 часа после фагоцитирования в опыте с M. Bovis ФЧ составляло 6,3±0,67; с M. Avium - 9,1±0,33; через 4 часа, соответственно, 13,1±0,43 и 16,3±1,5.
Размножение микобактерий туберкулеза сопровождалось разрушением макрофагов, что, естественно, приводило к уменьшению числа активно фагоцитирующих клеток и увеличению числа разрушенных. Количество последних через 7 часов составляло: после инфицирования M. Bovis 22±3,2; M. Avium - 20±1,3. Спустя 20 часов отмечали субтилизацию культуры. В отдельных клетках наблюдали скопления микобактерий по периферии макрофагов. Они располагались в эктоплазме параллельно одна другой и перпендикулярно плазмалемме, по-видимому, непосредственно перед выходом из клетки, что можно связать с нарушением адгезивности (прилипания) клеточных мембран к микобактериям.
Наряду с размножавшимися микобактериями в цитоплазме макрофагов находили измененные клетки M. Bovis и M. Avium, имеющие округлую форму (сферические тела), от 6 до 27 мкм в диаметре. Они имели хорошо просматривающийся контур внешней оболочки и претерпевали изменения в окраске, теряя кислотоустойчивость. Через 2 часа окрашивались в красный, розовый, а через 3 часа и в синий цвет. Максимальное число сферических форм отмечали через 3 часа после заражения микобактериями культуры макрофагов. Сферические тела формировались как в вакуолях макрофагов, так и в колониях, состоящих из микобактерий, ранее подвергавшихся фагоцитозу. Выход сферических тел из макрофагов происходил путем почкования и в результате выброса, сопровождающегося разрушением макрофагов. Иногда встречались сферические образования более крупного размера. Эти структуры имели красно-бурую окраску, неровную наружную оболочку и, нередко, значительная часть их была занята вакуолями. Было установлено, что сферические тела способны увеличиваться в размерах и делиться, причем механизм деления оказался иным, чем у исходных бактерий. Как правило, наблюдали неравномерное бинарное деление, при котором две дочерние клетки имели различные размеры. Это позволяет полагать, что образовавшиеся в процессе взаимодействия микобактерий с макрофагами сферические тела не являются продуктами распада микобактерий, а представляют собой живые, морфологически измененные микобактерии.
Кроме микобактерий в состоянии репродукции и морфологически измененных форм в цитоплазме макрофагов встречались M. Bovis и M. Avium, имеющие различную степень деградации. В этом случае макрофаги оказывались сильно вакуолизированными, а, находящиеся в них, микобактерии теряли четкость очертаний и неравномерно окрашивались. В теле бактерий наблюдали синие зерна, что свидетельствовало о частичной потере кислотоустойчивости, встречались и кислотоустойчивые палочки. Через 7 часов после инфицирования в одном макрофаге можно было наблюдать отдельно лежащие зерна, глыбки, осколки палочек и мелкозернистую пылевидную массу бледно-голубого цвета.
Описанные формы микобактерий, наблюдавшиеся в нормальных макрофагах, не подвергавшихся воздействию антибиотиков и других химиопрепаратов, отражают исход их взаимодействия с клеткой: репродукцию, деструкцию, образование измененных форм.
