ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.03.2024
Просмотров: 421
Скачиваний: 2
Атипичные микобактерии в соответствии со схемой Раньона разделены на четыре группы в зависимости от хромогенеза на свету или вне зависимости от влияния света.
К первой группе относятся фотохромогенные, «желтые» или канзасские микобактерии, впервые выделенные в США. Представителями этой группы являются М. kansasii, M. marinum и др. При длительном выращивании с доступом света культуры могут становиться оранжевыми или кирпично-красными. Они патогенны для хомяков и белых мышей при внутривенном и внутрибрюшинном заражении. Культуры дают рост при 37°С через 7–12 дней, а при комнатной температуре через 3–4 недели.
Ко второй группе отнесены скотохромогенные микобактерии, имеющие оранжево-желтую окраску, независимо от того – выращивались они на свету или в темноте. К этой группе относятся М. scrofulaceum, М. gordonae, М. flavescens, М. aque. Они не патогенны для лабораторных животных. Выделяются при исследовании промывных вод желудка и бронхов и из пораженных лимфатических узлов. При 22°C растут с образованием в темноте желто-оранжево-красного пигмента.
К третьей группе относятся нефотохромогенные, непигментированные микобактерии или имеющие желто-розовую окраску. К этой группе отнесены М. avium, M. intracellulare (M. batley), M. qastri, M. triviale, M. terrae, M. xenofri и др. Микобактерии этой группы могут расти на простых питательных средах как при комнатной температуре, так и при 45°C.
Неспецифические (парааллергические) реакции на туберкулин часто обусловлены инфицированием животных некоторыми атипичными нефотохромогенными микобактериями. Патогенность установлена для свиней, кур, а для крупного рогатого скота остается невыясненной.
Четвертую группу атипичных микобактерий, так называемых сапрофитов быстрорастущих, непигментированных составляют М. phlei, M.fortuitum (M. minettiet, M. giae), M. smegmatis, M. vaccae, M. chelonei и др.
Микобактерии этой группы дают рост при 20°C в течение 3–5 дней, кислоустойчивы, непатогенны для морских свинок, они растут и при 37°C, но не растут при 45°C. Среди микобактерий этой группы имеются как пигментообразующиe, так и не имеющие такого свойства.
Атипичные микобактерии широко распространены в природе и являются сапрофитами. Однако, попадая в организм животных, они способны размножаться, особенно при ослаблении иммунной системы. У людей атипичные микобактерии вызывают патологоанатомические изменения, которые не отличаются от туберкулёзных.
О происхождении атипичных микобактерий единого мнения нет. Одни авторы утверждают, что это самостоятельный вид, другие, что произошедший от типичных микобактерий, а третьи – из сапрофитных.
В последние годы появилось очень много работ о филогенетическом единстве возбудителей туберкулёза бычьего и человеческого видов. Так, при изучении 40 штаммов микобактерий (10 штаммов человеческого вида, 11 штаммов M. africanum, 13 штаммов M. bovis и 6 штаммов M. microti) с помощью 88 различных тестов не удалось дифференцировать M. bovis от человеческого вида. Эти данные позволяют рассматривать M. africanum как вариант M. bovis. Также было показано, что M. microti филогенетически тесно связаны с M. bovis и дифференцируются от бычьего вида лишь по способности продуцировать ниацин, а также по наличию никотинамидазной и пиразинамидной активности. Это позволяет сделать вывод, что M. bovis и M. tuberculosis humanus являются подвидами одного вида M. tuberculosis.
В. Ф. Романенко с соавт. [29] путем экспериментальных исследований установили, что при длительном пребывании в организме не свойственного хозяина типично патогенные МБТ с устойчиво сложившимися биологическими признаками теряют ряд исходных свойств и постепенно приобретают новые, включая и видовые, характерные для возбудителя туберкулёза, специфического для животных, через организм которых они пассировались. M. tuberculosis, M. bovis и M. avium сенсибилизируют организм не свойственного им хозяина, обуславливая высокий титр специфических антител, постепенно адаптируясь, вызывают заболевания, сопровождающиеся характерными патологическими изменениями и даже развитием генерализованной формы туберкулёза. По заключению авторов, все три вида микобактерий: M. tuberculosis, M. bovis и M. avium – производные единого возбудителя, возникшие в результате длительного эволюционного процесса и их адаптации к определенному виду животных, птице или человеку.
А. С. Донченко и В. Г. Мерман [10] сообщают о паразитировании возбудителя туберкулёза человеческого вида в организме крупного рогатого скота – авторами из патологоанатомического материала внутренних органов 281 животного выделено 13 культур M. tuberculosis. Итальянскими учеными из пораженных лимфатических узлов от больных туберкулёзом свиней выделен возбудитель туберкулёза бычьего вида, что свидетельствует о межвидовой патогенности M. bovis и его полиморфизме.
Изложенные литературные данные дают возможность предполагать, что видовая дифференциация МБТ не закончена. Способность всех видов микобактерий сенсибилизировать невидоспецифические организмы и приобретать свойства того вида микобактерий, в организме которого они паразитируют, указывает на филогенетическое единство всех патогенных микобактерий. Все вышеизложенное позволяет сделать вывод, что в настоящее время без применения специфических средств защиты животных от патогенных микобактерий оздоровить и удерживать благополучие животноводства относительно этой инфекции весьма затруднительно.
По сравнению с микобактериями туберкулёза, атипичные микобактерии обладают пониженной кислото-, щелочеустойчивостью, что приводит их к гибели при обработке патматериала классическими методами с использованием серной кислоты или едкого натра. Поэтому важную роль при выделении атипичных микобактерий из патматериала будет играть использование более щадящих средств для подавления посторонней микрофлоры. Необходимо отметить, что в настоящее время под влиянием различных причин, в том числе лекарственных препаратов, произошли изменения биологических характеристик микобактерий. В частности, они проявляются в полиморфизме и появлении дефектных по клеточной стенке микобактерий, а также безоболочечных L-форм.
Нуклеотидный состав микобактерий колеблется в широких пределах, что свидетельствует о значительной гентической гетерогенности рода Mycobacterium, отмечаются также и штаммовые различия.
Так, Slosarec [79] при исследовании 16 штаммов M. avium, обнаружил значительные расхождения в составе их нуклеиновых кислот, а Sikorska с соавт. [80], изучив 5 различных штаммов «M. bovis-8», установили, что в их нуклеотидной последовательности количество пар гуанин+цитозин (ГЦ) колебалось от 62,7 до 67,4 %.
И. Н. Блохина с соавт. [4], анализируя данные литературы по нуклеотидному составу ДНК различных видов бактерий, также указывают на гетерогенность рода Mycobacterium, а Ю. Е. Брудная [7] также на трудность дифференциации возбудителя туберкулёза, имеющих 62,0–70,3 % ГЦ, от условно-патогенных (64,1–70,9 % ГЦ) и сапрофитных видов (64,7–73,0 % ГЦ) микобактерий.
Различия в степени генетического полиморфизма штаммов МБТ хорошо освещены в работах M. W. Borgdorff, N. Nagelkerke, D. Van Soolingen et al. [49], D. L. Cohn, R. J. Obrien [57], V. N. Stepashina et al. [82].
И. Г. Шемякин [42] на основании анализа генетического полиморфизма полевых форм штаммов M. tuberculosis, выделенных в разных регионах РФ, сделал вывод, что это свидетельствует о эндогенно реактивированном воздействии защитных сил организма.
Микобактерии туберкулёза (рис. 1) – тонкие палочки длиной от 0,5 до 0,8 микрона, неподвижные, спор не образуют, спирто-, щелоче-, кислото- и антиформиноустойчивые. Кислотоустойчивость микобактерий используется для дифференциации их от других некислотоустойчивых бактерий. Туберкулёзная палочка содержит жировоск и поэтому плохо воспринимает краски, но будучи окрашенной при нагревании карболфуксином лучше удерживает эту краску, чем другие микроорганизмы.
Рис. 1. Внешний вид микобактерий в сканирующем микроскопе
При обработке мазков слабым раствором серной кислоты туберкулёзные бактерии окрашиваются фуксином в красный цвет, а другие микробы обесцвечиваются – метод окраски по Циль–Нильсену (рис. 2).
Рис. 2. Микобактерии туберкулёза (окраска по Циль-Нильсену)
У крупного рогатого скота с туберкулёзным поражением лёгких в 1 грамме мокроты может быть до 11 тысяч туберкулёзных бактерий, а больная корова способна выделять в сутки с фекалиями в среднем 35–40 млн. микобактерий, при кашле животные выбрасывают капельки мокроты на расстояние до 2 метров, в каждой из которых может содержаться до 250 микобактерий.
В среднем в 1,0 мг полувлажной (слегка отжатой между стерильными листками фильтровальной бумаги) культуры микобактерий содержится около 40 млн. микробных клеток.
Для ориентировочного определения вирулентности культур рекомендуется вводить под кожу паха морским свинкам от 0,00001 мг. Культура высокойвирулентности вызывает гибель морских свинок от введения 0,00001 мг через 3–4 месяца, от 0,001 мг – через 2 месяца, а слабовирулентная – от 0,001 мг через 5–6 месяцев.
Для ослабленных микобактерий следует применять более высокие дозы заражения в пределах 0,1–1,0 мг.
Морфологической особенностью микобактерий туберкулёза является наличие зернистости, т. н. зерен Муха. Количество зерен колеблется в пределах от 2 до 12. Они играют важную роль в сложном цикле развития и размножения микобактерий. Кроме того, микобактерии могут размножаться путем поперечного деления (рис. 3) [43].
Рис. 3. Деление клетки M. bovis (срез под электронным микроскопом)
Оптимальной температурой роста микобактерий являются: 37–38°C для человеческого вида, 38–39°C – для бычьего вида и 39–41°C – для птичьего.
Микобактерии туберкулёза устойчивы к высушиванию, гниению и низким температурам. Они могут переносить температуру жидкого азота и гелия (–199°C, –260°C), замораживание до – 76°C. В молоке и сливках при – 8°C сохраняются до 120 дней, в навозе 2–12 месяцев, в сточных водах – до 15 месяцев. Прямые солнечные лучи убивают их за 1–2 часа. Во влажном состоянии гибель микобактерий наступает при 55°C – через 4 часа, при 70°C – через 10 минут, при 90°C – через 1 мин и при 100°C – моментально.
Клетки микобактерий туберкулёза совершенно не смачиваются водой. Гидрофобность с одной стороны придает клетке устойчивость к действию различных растворенных в воде токсических веществ, а с другой стороны затрудняет обмен клетки с окружающей средой, поступление питательных веществ и замедляет в целом рост микобактерий. Поэтому в наших исследованиях по выделению и выращиванию микобактерий туберкулёза на плотных средах с успехом использовано добавление поверхностноактивной синтетической и питательной среды Курской биофабрики с 5–7% сыворотки крупного рогатого скота или кролика и 5–10% картофельного экстракта.
Некоторые актиномицеты и микобактерии имеют усложненную структуру оболочки. Все эти микроорганизмы являются грамположительными и относятся к фирмакутным.
Из микобактериальной оболочки кроме капсулы выделены 4 компонента:
1) основа оболочки, образованная муреином, ковалентно связанным с миколатом арабиногалактона;
2) свободные липиды, т.е. липиды, которые могут быть удалены нейтральными растворителями;
3) пептиды, которые могут быть удалены при обработке оболочек протеазами. Сюда относится частично глутаминовая кислота;
4) глюкан, присутствующий в оболочке некоторых штаммов микобактерий.
Характерным компонентом оболочки микобактерий являются миколовые кислоты, представляющие собой разветвленные гидрокислоты.
Миколовые кислоты играют решающую роль в кислотоустойчивости микобактерий, которая заключается еще в способности бактерий удерживать краску при обработке кислотой. Метод соответствующей окраски предполагает использование красок, обладающих сродством к липидам. Поэтому при использовании фуксина и ряда других красителей в раствор добавляют фенол, придающий окраске гидрофобность. Микобактерии туберкулёза теряют кислотоустойчивость после обработки горячей разведенной соляной кислотой. Кислотоустойчивость (кислотоупорность) – важный диагностический признак микобактерий, который является своего рода их родовым признаком.
У сапрофитных микобактерий наличие миколовой кислоты определяет способность их к использованию гидрофобных субстратов. Кислотоустойчивость сапрофитных микобактерий может изменяться в зависимости от возраста культуры, углеводородного состава питательной среды, что связано с увеличением в этих условиях содержания в оболочках миколовых кислот.
С миколовой кислотой связано и наличие в микобактериях так называемого корд-фактора, свойственного только микобактериям.. При высеве бактерий на жидкие питательные среды он обеспечивает сближение клеток, которые выстраиваются в виде кос, жгутов (кордов) (рис. 4.) [36].
Рис. 4. Для возбудителя туберкулёза характерен полиморфизм (нитевидные, ветвистые, зернистые и другие формы) (рисунок Р. Коха)
Химически корд-фактор представляет собой производное миколовой кислоты - 6,6-димиколат трегалозы и обусловлен наличием проксимального циклопропана в α-миколовых кислотах [51]. В литературе имеются данные [17, 21, 69], что микобактерии туберкулеза с низкими вирулентными свойствами имеют незначительное количество корд-фактора. Так, А.А. Ткаченко и соавт. (2012) [34], установили, что микобактерии исходной культуры быстрорастущего штамма M. bovis при выращивании на плотных яичных средах с рН 6,6 и 7,0-7,2 на 15-20-е сутки формировали четко выраженные «косы» и «тяжи», на 35-40-е сутки – рост колоний усиливался. При проведении последовательных культуральных пассажей наблюдалось снижение способности формировать характерные микроколонии. Так, если средняя ширина «кос» исходной культуры была 15 мкм, то после 60-го пассажа этот показатель составлял 10 мкм. При этом снижалась и патогенность культур – морские свинки после заражения ними гибли на 41-44-е сутки и 59-68-е сутки соответственно. Изучаемые показатели, которые характеризуют интенсивность проявления корд-фактора вакцинногоштамма BCG, были низкими – наблюдаются скопления клеток, лишь напоминающие косички с шириной 2-3 мкм. [46].