Opis zarazka gruźlicy: Mycobacterium tuberculosis
W 1882 roku niemiecki mikrobiolog Robert Koch odkrył przyczynę gruźlicy. Potwierdził tym samym, że gruźlica jest chorobą, która może być przenoszona z jednej osoby na drugą. Odkryty przez siebie czynnik nazwał tubercle bacillus. Kilka lat później odkryto, że przyczyna trądu jest podobna do tubercle bacillus, i obie te bakterie zostały sklasyfikowane razem w grupie zwanej Mycobacterium.
Fioletowy organizm w kształcie pręta to bakteria gruźlicy. Nazwa ta, oznaczająca „grzyb-bakterię”, odnosi się do kształtu prątka, gdy rośnie on w laboratorium: widziany przez mikroskop tworzy sterty małych pręcików z warstwami ochronnymi wokół nich, a zatem wygląda jak grzyb.
Bakteria, która jest odpowiedzialna za gruźlicę, nazywa się Mycobacterium tuberculosis. Wraz z postępem metod naukowych naukowcy odkryli, że nie tylko ludzie zarażają się gruźlicą, ale że istnieje również forma gruźlicy, która zaraża krowy i inne zwierzęta gospodarskie. Nazwę tę, pochodzącą od łacińskiego słowa oznaczającego „krowę”, nadano prątkowi Mycobacterium bovis. W ciągu ostatnich kilku dekad odkryto wiele innych podgrup prątków, które są obecnie powszechnie określane jako prątki inne niż gruźlicze (MOTT). W Republice Południowej Afryki 99% wszystkich zakażeń gruźlicą u ludzi jest wywoływanych przez Mycobacterium tuberculosis, chociaż niewielka liczba zakażeń jest spowodowana przez Mycobacterium bovis.
Ważną „stworzoną przez człowieka” wersją Mycobacterium bovis jest szczepionka BCG: na początku XX wieku naukowcy opracowali wersję bakterii zwaną Bacillus Calmette-Guérin (BCG), która była znacznie mniej zakaźna i agresywna. Ta wersja jest obecnie używana do szczepienia ludzi. Wstrzyknięcie jej do organizmu wywołuje odpowiedź układu odpornościowego i buduje lepszą odpowiedź immunologiczną przeciwko „prawdziwym” prątkom gruźlicy – jednocześnie będąc na tyle nieszkodliwą, że nie powoduje zakażenia gruźlicą.
Mycobacterium tuberculosis jest szybko zabijana przez wystawienie na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Jeśli jest chroniony przed światłem słonecznym, pozostaje żywy i zakaźny do dziesięciu tygodni (na przykład w wysuszonej ślinie). Jest to mała bakteria, która jest odporna na większość środków dezynfekcyjnych i często pozostaje w stanie uśpienia. Do przeżycia potrzebuje tlenu: dlatego nazywana jest bakterią tlenową. Mycobacterium tuberculosis rośnie powoli: rozmnaża się co 24 do 48 godzin. To bardzo wolno jak na bakterie. Istnieją inne bakterie, które rozmnażają się co 20 minut.
Bacillus ma ciało w kształcie pręta i ma długość około 0,2 milimetra. Nie można jej zobaczyć gołym okiem; do jej wykrycia potrzebny jest mikroskop. Ciało bacillusa jest otoczone ścianą komórkową, która chroni zawartość komórki przed otoczeniem zewnętrznym. Wewnątrz bakterii znajdują się tak zwane organelle, małe mikrojednostki, które zapewniają, że bakteria może wytwarzać energię potrzebną do przetrwania.
W swojej anatomii mykobakteria gruźlicy przypomina wiele innych bakterii, ale posiada unikalne cechy, które sprawiają, że jest trudna do zdiagnozowania i leczenia. Jej ściana komórkowa jest niezwykle gruba i złożona. Substancja zwana kwasem mykolowym znajduje się na ścianie komórkowej i chroni bakterię przed odpowiedzią immunologiczną organizmu. To właśnie te kwasy mikolowe są również odpowiedzialne za szczególną cechę wszystkich prątków, która jest używana do identyfikacji Mycobacterium tuberculosis w testach diagnostycznych.
Zwykle bakterie są identyfikowane poprzez dodanie barwników do powierzchni laboratoryjnej, na której rosną. Proces ten nazywany jest „barwieniem”. Różne bakterie mają różne sposoby reagowania na czynniki barwiące, co pozwala naukowcom na ich rozróżnienie. Ze względu na grubą ścianę komórkową z kwasami mykolowymi, prątki gruźlicy nie reagują zbyt dobrze na środki barwiące. W rzeczywistości bardzo trudno jest wybarwić jakikolwiek prątek.
Istnieje jedna specyficzna technika barwienia prątków: barwienie Ziehl-Neelsena, nazwane tak na cześć dwóch niemieckich lekarzy, którzy jako pierwsi je opisali. Po zabarwieniu barwnikiem Ziehl-Neelsena, kwasy mykolowe szybko przybierają kolor i zachowują go wewnątrz prątka. Pod mikroskopem bacillus jest widoczny jako jasnoczerwony pręcik, podczas gdy powierzchnia, na której rośnie, jest zabarwiona na niebiesko.
Wszystkie bakterie, które reagują w ten sposób na barwnik Ziehla-Neelsena, nazywane są bakteriami kwasoopornymi. Technika barwienia jest używana do diagnozowania zakażenia gruźlicą. Próbka plwociny (śluzu wykrztuszanego z dolnych dróg oddechowych) jest barwiona barwnikiem Ziehla-Neelsena. Jeśli zostaną wykryte bakterie kwasooporne, jest wysoce prawdopodobne, że jest to Mycobacterium tuberculosis. Raport laboratoryjny będzie zawierał informację „AFB dodatni”, co oznacza, że wykryto bakterie kwaso-płaskie i że pacjent cierpi na gruźlicę.