Файл: chastnaya_sanitarnaya_mikrobiologia.docx

3. Возбудитель туберкулеза

Микроорганизм рода Mycobacterium (лат. mycos – гриб, bacterium – палочка) включает в себя 49 видов как патогенных, так и непатогенных. К патогенным относят микобактерии, вызывающие туберкулез у людей (Мус. tyberculosis), животных (Мус. bovis), птиц (Мус. avium), мышей (Мус. murium), а также у холоднокровных – рыб, змей, лягушек, черепах (Мус. poikilotermum); возбудителей проказы (Мус. leprae) и паратуберкулеза крупного рогатого скота (Мус. paratuberculosis).

Патогенные микобактерии вызывают туберкулез – инфекционную хронически протекающую болезнь у человека, животных, птиц, особенно кур. Патологоанатомически он характеризуется образованием множественных туберкулов (бугорков), подвергаемых творожистому перерождению, обызвествлению. Возбудителей туберкулеза человека и крупного рогатого скота открыл Р. Кох в 1882 г. Птичий вид установили Штраус и Гамалея (1891).

Наряду с истинными возбудителями туберкулеза животных, человека, в объектах окружающей среды присутствуют так называемые атипичные микобактерии, отличающиеся по своим свойствам от туберкулезных и друг от друга.

Чем же продиктован интерес к атипичным микобактериям? Во-первых, их обнаруживают не только у людей и животных, больных туберкулезом, но и в условно благополучных стадах среди животных, у которых они вызывают сенсибилизацию к туберкулину. Во-вторых, отдельные атипичные микобактерии могут вызывать ряд хронических заболеваний, напоминающих туберкулез, которым присвоено название «микобактериозы». В-третьих, атипичные микобактерии очень сложно дифференцировать от истинных микобактерии туберкулеза. Атипичные микобактерии широко распространены в природе, что обусловливает их попадание в организм животных через корм, подстилку и другие объекты окружающей среды. В последние годы при лабораторной диагностике патологического материала, молока, кормов, воды, почвы, объектов внешней среды резко возросло число выделений атипичных микобактерий, что требует тщательной их идентификации, однако строгая классификация атипичных микобактерий до сих пор отсутствует. Наибольшее распространение получила классификация Раньона (1959), основанная на двух свойствах атипичных микобактерий: образование пигмента и скорость роста. По Раньону различают четыре группы:

I – фотохромогенные микобактерии, приобретающие темно-оранжевую окраску при выращивании на свету. В полной темноте они не образуют пигмента. Основной представитель – Мус. kansassii;

II – фотохромогенные микобактерии, приобретающие ярко-оранжевую окраску независимо от выращивания на свету или в темноте. Основные представители – Мус. scrofulaceum, Мус. gordonae, Мус. aquae и др.;

III – нефотохромогенные микобактерии, могут быть неокрашенными или иметь желтовато-оранжевые оттенки. Однако пигментация не зависит от экспозиции на свету. Основные представители – Мус. intracellulare, Мус. battey;

IV – быстрорастущие микобактерии, образуют колонии в течение недели при 25-37 ⁰С. Представители – Мус. phlei, Мус. smegmatis, Мус. fortuitum.

Морфология. Микобактерии туберкулеза – кислото-, спирто- и щелочеустойчивые микроорганизмы. Неподвижны, спор и капсул не образуют, жгутиков не имеют. Типичная форма – стройные или слегка изогнутые палочки с закругленными краями. В электронном микроскопе микобактерии всех видов имеют вид палочки с закругленными краями. Однако встречаются нередко изогнутые и овальные формы. Размеры клеток могут значительно варьировать в зависимости от возраста культуры: длина от 1,5 до 4 мкм, ширина от 0,2 до 0,5 мкм. Установлена филогенетическая близость микобактерий туберкулеза с лучистыми грибами-актиномицетами: медленное развитие микобактерий на элективных питательных средах, способ размножения, полиморфность и способность при определенных условиях иногда образовывать нитевидные ветвистые формы с колбовидными вздутиями на концах. Это послужило причиной замены названия бациллы Коха на микобактерию туберкулеза (Мус. tuberculosis).

Микобактерии характеризуются высоким содержанием липидов (от 30,6 до 38,9 %), вследствие этого трудно окрашиваются анилиновыми красителями, но хорошо воспринимают краску после обработки карболовым фуксином при подогревании. При таком методе микобактерий туберкулеза хорошо удерживают красители и не обесцвечиваются при воздействии разведенных кислот, щелочей и спирта, чем отличаются от других микробов. На этом основан метод окраски микобактерий по Циль-Нильсену.

Микобактерий с трудом окрашиваются положительно по Граму и приобретают сине-фиолетовый цвет.

Для быстрого обнаружения микобактерий в различных объектах существует люминесцентный метод, в основе которого лежит их способность окрашиваться люминесцентными красителями (родамин-аурамином) и давать золотисто-желтый цвет под воздействием ультрафиолетового излучения. Метод обладает высокой чувствительностью, дает цветное изображение возбудителя. Исследование ведется при среднем увеличении, что дает возможность просмотреть большее поле, чем при иммерсионной микроскопии под большим увеличением.

Благодаря электронной микроскопии у микобактерий выявлены трехслойная клеточная стенка, микрокапсула, цитоплазматическая мембрана и др. В состав цитоплазматической мембраны входят липопротеидные комплексы, различные ферментные системы, в частности, ответственные за окислительно-восстановительные процессы. Цитоплазма микобактерий представлена гранулами, вакуолями и полостями, число которых может возрастать после воздействия химических агентов.

В микрокультурах, развивающихся в жидких питательных средах, микобактерии человеческого и бычьего видов образуют косы, жгуты, завитки, скопления. Микрокультуры легко обнаруживают при обычной микроскопии мазков, окрашенных по методу Циль-Нильсена. В препаратах, приготовленных из первичных посевов, при исследовании под фазовым контрастом обычно различают гомогенные зернистые элементы, среди которых встречаются сферические светопреломляющие структуры.

В культурах, выделенных от крупного рогатого скота, чаще находят шаровидные образования правильной формы, одинаковых размеров, а также отдельно лежащие нитевидные структуры.

Культивирование. Микобактерии туберкулеза размножаются в строго аэробных условиях на специальных элективных питательных средах, содержащие соединения углерода, азота, водорода и кислорода, а также магний, калий, серу и фосфор. Стимулирующее влияние на рост туберкулезных микобактерии оказывают соли железа и некоторые другие элементы. Необходимым условием для осуществления биохимических процессов у микобактерии является создание оптимальной температуры: 37-38 ⁰С для человеческого, 38-39 ⁰С для бычьего и 39-41 ⁰С для птичьего вида. Следует отметить, что микобактериям туберкулеза присущ медленный обмен веществ: рост культур проявляется через 15-30 суток и более, в начале в виде почти незаметных микроколоний, из которых затем формируются визуально наблюдаемые макроколонии. В 1887 г. Нокар и Ру обнаружили у микобактерии туберкулеза глицеринофильность. Глицерин оказался лучшим источником углерода: прибавление его в мясной бульон и агар вызывает обильный рост культур.

При выборе среды следует учитывать ее назначение: для пересева и сохранения субкультур лучше использовать простые глицерин содержащие среды (МПГБ, глицериновый картофель). Для первичного выделения культур оправдали себя только плотные яичные среды Петраньяни, Гельберга и др. Для изучения биохимических свойств микобактерии и других целей целесообразно применять безбелковые синтетические среды Сотона, Моделя.

Возбудители туберкулеза, особенно птичьего вида, ряд атипичных и сапрофитных микобактерии при росте в жидких питательных средах образуют как поверхностный, так и придонный рост с наличием бугристой, морщинистой пленки крошкообразной консистенции, имеющей желтовато-коричневый, кремовый или бурый цвет.

На плотных средах микобактерии образуют сливающиеся бугристые колонии, которые могут иметь гладкую блестящую или шероховатую поверхность, а также сплошной морщинистый налет белого, или белого с желтоватым оттенком, или же другого цвета.

Существуют методы ускоренного выращивания (микрокультивирование) микобактерий, предложенные рядом исследователей (Прайс, 1941; Е. А. Школьникова, 1948; Н. М. Колычев, 1970 и др.).

Метод Прайса. Мазок на стекле высушивают, затем выдерживают 5 минут в 5 % стерильном водном растворе серной кислоты. Кислоту смывают стерильной дистиллированной водой. Мазок помещают в жидкую питательную среду, в которой рост микобактерий проявляется на стеклах через 2-6 суток в виде микрокультур, после их окраски по Циль-Нильсену при микроскопии.

Биохимические свойства. Микобактерии туберкулеза содержат различные ферменты. Ферменты эстераза и липаза расщепляют жиры; дегидраза – органические кислоты, в том числе аминокислоты; уреаза – мочевину, перигалола – углеводы, каталаза – перекись водорода; протеолитические ферменты (протеаза) – белок. Микобактерии ферментируют алкоголь, глицерин и многочисленные углеводы, лецитин, фосфатиды. У молодых культур микобактерий туберкулеза сильно выражены редуцирующие свойства, что, в частности, проявляется в их способности восстанавливать теллурит.

Токсинообразование. Микобактерии туберкулеза содержат эндотоксины – туберкулины (Р. Кох, 1890), которые проявляют токсическое действие только в больном организме. Жирные кислоты (масляная, пальмитиновая, туберкулостеариновая, олеиновая) способствуют распаду клеточных элементов, творожистому перерождению тканей, блокируют липазу и протеазы, вырабатываемые микобактериями. Вирулентные микобактерии содержат полисахаридные компоненты, корд-фактор, повышающий их ви­рулентность, кроме того, корд-фактор разрушает митохондрии клеток зараженного макроорганизма, нарушая процессы дыхания и фосфорилирования.

Антигенная структура. Микобактерии туберкулеза содержат полисахаридо-белково-липоидный комплекс, названный полным антигеном. При парентеральном введении у животных наблюдают образование антител, которые выявляют в серологических реакциях – РА, РП, РСК и др.

Туберкулины также относятся к антигенам. В отдельности ни одна из фракций микобактерий туберкулеза (туберкулопротеиды, туберкулолипиды, туберкулополисахариды) не вызывает иммунологических сдвигов в организме. Образование антител вызывает лишь полисахаридо-липоидный комплекс, т. е. полный антиген.

Среди атипичных микобактерий различают общие и групповые антигены. Для их идентификации используют серологические тесты, чаще метод диффузионной преципитации в агаре по Оухтерлони.

Устойчивость. Микобактерии туберкулеза отличаются устойчивостью к химическим и физическим воздействиям, особенно к высушиванию. В высушенной мокроте, кусочках пораженной ткани, пыли микобактерии сохраняют жизнеспособность от 2 до 7 месяцев и более; в проточной воде – более года, в почве – до 3 лет. Низкие температуры не влияют на жизнеспособность микобактерии.

Микобактерии весьма чувствительны к воздействию прямых солнечных лучей, в жаркие дни в мокроте они погибают через 1,5-2 ч. Особенно губительно для них ультрафиолетовое излучение. Важное значение в санитарно-профилактическом отношении имеет высокая чувствительность микобактерии к нагреванию. Во влажной среде они погибают при 60 ⁰С в течение 1 ч, при 65 ⁰С – через 15 минут, при 70-80 ⁰С – через 5-10 минут. В свежем молоке возбудитель туберкулеза сохраняется 9-10 суток, а в скисшем молоке гибнет под воздействием молочной кислоты; в масле – недели, а в некоторых сырах – даже месяцы. Микобактерии туберкулеза по сравнению с другими неспорообразующими бактериями значительно более устойчивы к химическим дезинфицирующим веществам; 5 % раствор фенола и 10 % раствор лизола разрушают возбудителя через 24 ч, 4 % формалин – после 3 ч.

В качестве дезинфицирующих растворов при туберкулезе наиболее эффективны: 3 % щелочной раствор формальдегида при 3 часовой экспозиции; 2 % (по формальдегиду) раствор метафора, растворы хлорной извести, нейтрального гипохлорита кальция и взвеси, содержащие не менее 5 % активного хлора при экспозиции 3 ч; 1 % раствор глутарового альдегида, 8 % эмульсия феносмолина из расчета 1 л/м² и при экспозиции 3 ч и др.

Патогенность. Бычий вид микобактерии вызывает болезнь у коров, овец, коз, свиней, лошадей, кошек, собак, оленей, маралов и др. Из лабораторных животных наиболее чувствительны кролики и морские свинки, у которых развивается генерализованный туберкулез.

Птичий вид микобактерии вызывает туберкулез у кур, индеек, цесарок, фазанов, павлинов, голубей, уток и др. В естественных условиях возможно заражение домашних животных (лошади, свиньи, козы, овцы, иногда крупный рогатый скот) и даже человека.