Лабораторна диагностика на микробиологията на антракс. Микробиология на антракс

Учебникът се състои от седем части. Част първа – „Обща микробиология” – съдържа информация за морфологията и физиологията на бактериите. Част втора е посветена на генетиката на бактериите. Трета част – „Микрофлора на биосферата” – разглежда микрофлората на околната среда, нейната роля в кръговрата на веществата в природата, както и човешката микрофлора и нейното значение. Четвърта част - "Изследване на инфекцията" - е посветена на патогенните свойства на микроорганизмите, тяхната роля в инфекциозния процес, а също така съдържа информация за антибиотиците и техните механизми на действие. Част пета – „Учение за имунитета” – съдържа модерни идеиотносно имунитета. Шестата част – „Вирусите и болестите, които причиняват” – предоставя информация за основните биологични свойства на вирусите и болестите, които причиняват. Част седма - "Частна медицинска микробиология" - съдържа информация за морфологията, физиологията, патогенните свойства на патогените на много инфекциозни заболявания, както и съвременните методи за тяхната диагностика, специфична профилактика и терапия.

Учебникът е предназначен за студенти, докторанти и преподаватели във висши медицински специалности образователни институции, университети, микробиолози от всички специалности и практикуващи лекари.

5-то издание, преработено и допълнено

Книга:

<<< Назад

Напред >>>

Антраксът е остро заразно заболяване на хората и животните (домашни и диви).

Руското име на болестта е дадено от С. С. Андриевски във връзка с голяма епидемия в Урал в края на 18 век. През 1788 г. чрез героичния опит на самозаразяването той доказва идентичността на антракса при хора и животни и окончателно потвърждава нозологичната му независимост. Патоген – Bacillus anthracis- многократно е описан от различни автори (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Brown F., 1854), но етиологичната му роля е окончателно установена от R. Koch (1876) и L. Pasteur (1881) .

B. anthracis(род Бацил) принадлежи към семейството Bacillaceae(Клас Бацили). Това е голяма пръчка с дължина 5 - 8, понякога до 10 микрона, с диаметър 1,0 - 1,5 микрона. Краищата на живите пръчки са леко закръглени, а на убитите са сякаш отсечени и леко вдлъбнати. Пръчките в намазките са подредени по двойки и много често във вериги (вижте цвета, фиг. 97.1), особено дълги върху хранителни среди, напомнящи бамбукова пръчка. Антраксният бацил се оцветява добре с всички анилинови бои и е грам-положителен. Няма камшичета, образува спори, но само извън човешкото или животинско тяло при наличие на кислород и определена влажност. Оптималната температура за спороношение е 30 – 35 °C (под 12 °C и над 43 °C спороношение не настъпва). Спорите са разположени централно, диаметърът им не надвишава диаметъра на бактериалната клетка. Образуването на спори възниква, когато бактериите имат дефицит или на енергийни източници, или на аминокиселини или основи. Тъй като тези бактериални хранителни източници присъстват в кръвта и тъканите, в тялото не се образуват спори. Причинителят на антракс образува капсула, но само в тялото на животно или човек (виж фиг. 97.2), рядко се наблюдава върху хранителни среди (на среди, съдържащи кръв или серум). Образуването на капсули от патогенни бактерии е защитен механизъм. Индуцира се от фактори, съдържащи се в кръвта и тъканите, така че капсулите се образуват, когато бактериите са в тялото или когато се отглеждат върху среда, съдържаща кръв, плазма или серум. Съдържанието на G + C в ДНК варира от 32 до 62 mol% (за рода като цяло).

Причинителят на антракс е аероб или факултативен анаероб. Оптималната температура за растеж е 37 – 38 °C, pH 7,2 – 7,6. Не е взискателен към хранителните среди. Върху плътни среди образува характерни големи матови грапави колонии R-форма. Структурата на колониите, поради верижното подреждане на пръчки, които образуват нишки, простиращи се от центъра, е подобна на къдрици или лъвска грива (фиг. 98). Върху агар, съдържащ пеницилин (0,05 - 0,5 U/ml), след 3 часа растеж, бацилите се разпадат на отделни топчета, подредени във верига, образувайки феномена “перлена огърлица”. В бульона клечката, която е в R-форма, расте на дъното, образувайки утайка под формата на бучка памук, докато бульонът остава прозрачен. B. anthracisВирулентен е в R-форма, при преминаване към S-форма губи своята вирулентност. Такива пръчки върху плътна среда образуват кръгли, гладки колонии с гладки ръбове, а в бульона образуват равномерна мътност. В този случай пръчките губят способността да се разполагат във вериги в намазки и придобиват вида на кокобактериите, разположени в клъстери.

B. anthracisТой е доста активен в биохимично отношение: ферментира глюкоза, захароза, малтоза, трехалоза с образуването на киселина без газ, образува H 2 S, коагулира млякото и го пептонизира, е каталазо-положителен, има нитратредуктаза. При сеитба чрез инжектиране в колона от 10 - 12% месо-пептонен желатин причинява послойно втечняване (растеж под формата на коледно дърво, с обърнат надолу връх).

За отличие B. anthracisот други видове Бацилизползвайте комплекс от характеристики (Таблица 31).

Антигенна структура.Причинителят на антракс има соматични антигени и капсулен антиген с протеинова природа (състои се от D-глутаминова киселина), образуван главно в тялото на животни и хора. Соматичният антиген от полизахаридна природа е термостабилен и остава дълго време в външна средаи в животински трупове. Диагностичната реакция на термопреципитация на Асколи се основава на неговото откриване. Антраксният бацил също има антигени, общи за рода Бацил.

Фактори на патогенност.Най-важният вирулентен фактор на антраксния бацил е капсулата. Загубата на капсулата води до загуба на вирулентност. Капсулата предпазва B. anthracisот фагоцитоза. Друг важен вирулентен фактор, който е отговорен за смъртта на животните, е сложен комплекс от токсини, съдържащ 3 различни компонента: фактор I, състоящ се от протеин и въглехидрат; и два фактора с чисто протеинова природа (фактори II и III). Синтезът на сложен токсин се контролира от плазмид pX01 с молекулно тегло 110–114 MD. Плазмидът pX01 съдържа три гена, които определят синтеза на основните компоненти на екзотоксина:

cya ген – едем фактор (OP);

pag ген – защитен антиген (PA);

lef ген – летален фактор (LF).

Продуктът на cya гена (OF) е аденилат циклаза, която катализира натрупването на cAMP в еукариотните клетки. Факторът на подуване причинява повишаване на съдовата пропускливост.

Защитният антиген индуцира синтеза на защитни антитела (но най-имуногенен е комплексът от трите компонента на неутрализирания токсин); смъртоносният фактор причинява смъртта на животните. И трите компонента на токсина действат синергично.

Синтезът на капсулата на антраксния бацил също се контролира от pX02 плазмид с тегло 60 MD.

Поради сложна структуракомплекс от гени, които контролират патогенността б. антрацис, локализацията на гените в бактериалния геном се изяснява с помощта на различни методи за генотипизиране, включително сравнителен анализ на MLVA и хромозомни VNTR (виж стр. 27).

Таблица 31

Диференциални характеристики B. anthracisи някои други видове от рода Бацил

Съпротива B. anthracis. В своята вегетативна форма патогенът има същата степен на устойчивост към фактори и химикали на околната среда, както другите безспорови бактерии. Бактериалните спори са много стабилни, запазват се в почвата в продължение на десетилетия, във вода в продължение на години, могат да издържат на кипене за 45–60 минути, автоклавиране (110 °C) за 5 минути, суха топлина (140 °C) до 3 часа, са консервирани в кожи за дълго време животни и осолено месо.

Характеристики на епидемиологията.Основният източник на антракс са болните тревопасни животни. През целия период на заболяването те отделят патогена с урина, изпражнения и слюнка в почвата, заразявайки я, така че почвата е особено богата органични вещества, се превръща в допълнителен резервоар на патогена. Заразяването на животните става главно чрез хранителен път (чрез храна и питейна вода, замърсени със спори), по-рядко - чрез предаване - чрез ухапвания от мухи, кърлежи, конски мухи, които пренасят патогена от болни животни, трупове и от заразени обекти на околната среда ; много рядко - по въздух. Патогенът не се предава чрез директен контакт от болно животно на здраво.

Заразяването на човека с антракс става при директен контакт с животински трупове, при разфасоване на трупове на принудително умъртвени животни, при грижи за болни животни, при консумация на месо или месни продукти, получени от болни животни, при контакт с вълна, кожи, кожа, четина, заразени с патоген или неговите спорове. Заразяването на здрав човек от болен е изключително рядко.

Входните точки за инфекцията са кожата и лигавиците на чревния тракт и дихателните пътища. Според входните врати заболяването антракс при човека се проявява под формата на кожна (най-често до 98% от всички случаи на заболяването), чревна или белодробна форма. Инкубационният период варира от няколко часа до 6–8 дни, най-често 2–3 дни. Кожната форма се проявява под формата на антраксен карбункул, който обикновено се локализира на открити части на тялото (лице, шия, горни крайници), по-рядко - на участъци от тялото, покрити с дрехи. Карбункулът е вид фокус на хеморагична некроза, на върха на който се образува балон със серозно-кърваво съдържание или плътна черно-кафява краста. Кожата и подкожната тъкан на карбункула и около него са подути, наситени със серозно-кървав ексудат, но обикновено не се наблюдават нагнояване и абсцеси. Във възпалените тъкани и ексудат има голям брой бацили, заобиколени от капсула.

При чревната форма се наблюдава обща интоксикация с катарални и хеморагични прояви от стомашно-чревния тракт (гадене, повръщане с примес на кръв, кървава диария, болки в корема и кръста). Заболяването продължава 2-4 дни и най-често завършва със смърт.

Белодробната форма на антракс е изключително рядка и протича като бронхо-пневмония с дълбока обща интоксикация, болка в гърдите, общо неразположение, висока температура, кашлица с отделяне на храчки, първоначално лигавица, след това кървава. Смъртта настъпва на 2-3-ия ден. По правило всички форми на антракс са придружени от висока температура (39 – 40 °C). Най-тежката форма на антракс се проявява при септична форма, която може да бъде първична или следствие от усложнение на друга форма на заболяването. Характеризира се с изобилие от хеморагични прояви и наличие на голямо количество от патогена в кръвта, цереброспиналната течност и в редица органи на болния човек. Случаите на антракс сред хората са спорадични.

Постинфекциозен имунитетсвързани с появата на антитоксини и антимикробни (защитни) антитела.

Лабораторна диагностика.Материалът за изследване е: в кожна форма - съдържанието на везикули, изхвърляне от карбункули или язви; с чревни - изпражнения и урина; с белодробни - храчки; със септична – кръв. Могат да се изследват различни обекти на околната среда (почва, вода), хранителни продукти, суровини от животински произход и други материали. За откриване на патогена се използва бактериоскопски метод: откриване на грам-положителни пръчки, заобиколени от капсула (в материал от животни или хора) или съдържащи спори (обекти на външната среда). Основният диагностичен метод е бактериологичен - изолиране на чиста култура и нейната идентификация, със задължително изследване за патогенност на лабораторни животни. В случаите, когато изследваният материал е силно замърсен със съпътстваща, особено гнилостна микрофлора, се използва биологична проба: бели мишки или морски свинчета се заразяват подкожно. В присъствието на B. anthracisмишките и морските свинчета умират след 24 - 26 часа, зайците - след 2 - 3 дни, със симптоми на общ сепсис; далакът е рязко увеличен, има инфилтрат на мястото на инжектиране на материала. В препаратите за намазки от кръв и органи има капсулни пръчици.

Сред серологичните реакции с диагностична целОсновно се използва реакцията на термоутаяване на Асколи. Използва се в случаите, когато е трудно да се разчита на изолиране на чиста култура на патогена (по-специално при изследване на вълна, кожи, четина и други предмети). Реакцията на Асколи се основава на откриването на термостабилни антигени на патогена, които се запазват много по-дълго от жизнеспособните вегетативни клетки и спорите на антраксния бацил. За ретроспективна диагностика на антракс се използва алергичен тест с антраксин.

Лечениеноси пациенти с антракс сложна природа. Тя е насочена към неутрализиране на токсина и срещу патогена: прилагат се антиантраксен имуноглобулин и антибиотици (пеницилини, тетрациклини, еритромицин и др.).

Специфична профилактика.Първата ваксина срещу антракс е получена от Л. Пастьор през 1881 г., у нас - от Л. С. Ценковски през 1883 г. от отслабени щамове. B. anthracis. Понастоящем в Русия за профилактика на антракс при хора и животни се използва жива ваксина без спори STI, която се приготвя от авирулентен щам на антраксния бацил. Ваксината е много ефективна. Ваксинациите се извършват еднократно, кожно или интрадермално, на тези лица, които поради професията си имат възможност да се заразят с антракс. Реваксинацията се извършва след една година.

<<< Назад

Напред >>>

Bacillus anthracisнеподвижни, грам-положителни (в млади и стари култури има и грам-отрицателни клетки), образуващи капсула (в тялото или при култивиране върху изкуствени хранителни среди с високо съдържание на нативен протеин и CO2) и спорова пръчка , размер 1-1.3 x 3.0- 10.0 µm. При температури под 12 и над 42 ° C, както и в жив организъм или неотворен труп, в кръвта и серума на животните спорите не се образуват. В оцветени препарати от кръв и тъкани на животни, болни или умрели от антракс, бактериите са разположени поединично, по двойки и под формата на къси вериги от 3-4 клетки; един срещу друг краищата на пръчките са прави, рязко отрязани, свободни - леко заоблени. Понякога веригите имат формата на бамбукова пръчица.В петна от култури върху твърди и течни хранителни среди пръчиците са подредени в дълги вериги.

Култивиране.

Bacillus anthracisспоред метода на дишане те се класифицират като факултативни анаероби, растат добре на универсални среди (MPB, MPA, MPG, картофи, мляко) Оптималната температура на растеж на MPA е 35-37 o C, в бульон 32-33 o С. При температури под 12 и над 45 o С не се покачва. Оптималното pH на околната среда е 7,2-7,6. На повърхността на MPA при аеробни условия при температура 37 o C 17-24-часовите култури се състоят от сивкаво-белезникави дребнозърнести със сребрист оттенък, подобни на снежинки колонии, имащи грапав релеф и характерни за типичните вирулентни щамове (R-форма). Диаметърът на колониите не надвишава 3-5 mm.Върху серумен агар и коагулиран конски серум в присъствието на 10-50% въглероден диоксид колониите са гладки, полупрозрачни (S-образна форма), както и мукозни (мукоидни) , влачещ се зад цикъл (М-форма), състоящ се от капсулни пръчки. Bacillus anthracisслед 16-24 часа на дъното на епруветката се образува рохкава бяла утайка, супернатантната течност остава бистра, бульонът не става мътен при разклащане, утайката се разпада на малки люспи (R-форма).При засяване в колона от желатин на 2-5-ия ден се появява жълтеникаво-бяла пръчка. Културата прилича на коледно дърво, обърнато с главата надолу. Постепенно горният слой желатин започва да се втечнява, като първо придобива формата на фуния, а след това на торбичка. Bacillus anthracisкогато расте в млякото, той произвежда киселина и след 2-4 дни коагулира и пептонизира съсирека.Патогенът се възпроизвежда добре в 8-12-дневни пилешки ембриони, причинявайки смъртта им в рамките на 2-4 дни от момента на заразяването.

Биохимични свойства.

Ензими Bacillus anthracis:липаза, диастаза, протеаза, желатиназа, дехидраза, цитохромоксидаза, пероксидаза, каталаза, лецитиназа и др. Ферментира глюкоза, малтоза, захароза, трехалоза, фруктоза и декстрин с образуването на киселина без газ. В среда с глицерин и салицин е възможно образуване на лека киселина. Арабиноза, рамноза, галактоза, маноза, рафиноза, инулин, манитол, дулцитол, сорбитол, инозитол не са ферментирали. Използва цитрати, образува ацетилметилкарбинол (реакцията на Voges-Proskauer е положителна). Отделя амоняк. Редуцира метиленово синьо и редуцира нитратите до нитрити. Някои щамове произвеждат сероводород.

Образуване на токсини.

Bacillus anthracisобразува сложен екзотоксин, състоящ се от три компонента: едематогенен фактор (EF), протективен антиген (PA) и летален фактор (LF) или фактори I, II, III. Едематогенният фактор предизвиква локална възпалителна реакция - оток и тъканна деструкция. Защитният антиген е носител на защитни свойства и има изразен имуногенен ефект. Смъртоносен фактор, смесен със защитен, причинява смъртта на плъхове, бели мишки и морски свинчета.Всеки от трите фактора има изразена антигенна функция и е серологично активен.Инвазивните свойства на микроба се дължат на капсулния полипептид на d- глутаминова киселина и екзоензими.

Антигенна структура.

Състав на антигени Bacillus anthracisвключва неимуногенен соматичен полизахариден комплекс и капсулен глутаминов полипептид. Полизахаридният антиген не създава имунитет при животните и не определя агресивните функции на микроорганизма.

Устойчивост.

В неотворен труп вегетативната клетка на микроба се унищожава в рамките на 2-3 дни, а в погребани трупове ще продължи до 4 дни. В замразено месо при минус 15 o C е жизнеспособен 15 дни, в осолено месо - до 1,5 месеца. В каша, смесена с антраксна кръв, той умира в рамките на 2-3 часа, но спорите остават вирулентни в него в продължение на месеци. В запечатани ампули с бульонни култури те могат да останат жизнеспособни и вирулентни до 63 години, в почвата - повече от 50 години Алкохол, етер, 2% формалдехид, 5% фенол, 5-10% хлорамин, свеж 5% - разтвор белина и водороден прекис унищожава вегетативните клетки в рамките на 5 минути. Етилов алкохол 25-100% убива спорите за 50 дни или повече, 5% фенол, 5-10% разтвор на хлорамин - от няколко часа до няколко дни, 2% разтвор на формалдехид - след 10-15 минути, 3% разтвор на водороден прекис - след 1 час, 4% разтвор на калиев перманганат - след 15 минути, 10% разтвор на натриев хидроксид - след 2 часа Вегетативните клетки умират в рамките на 1 при нагряване до 50-55 o C h, при 60 o C - след 15 минути, при 75 o C - след 1 минута, при кипене - моментално.При бавно сушене настъпва спорулация и микробът не загива. При минус 10 o C бактериите се задържат 24 дни, при минус 24 o C - 12 дни Излагането на пряка слънчева светлина неутрализира бактериите след няколко часа Сухата топлина при температура 120-140 o C убива спорите след 2-3 часа , при 150 o C - след 1 час, течаща пара при 100 o C - след 12-15 мин., автоклавиране при 110 o C - за 5-10 мин., кипене - след 1 ч. Причинителят на антракс проявява висока чувствителност към пеницилин, хлортетрациклин и хлорамфеникол, както и лизозим. Прясно издоеното краве мляко има бактериостатичен ефект за 24 часа.

Патогенност.

Всички видове бозайници са податливи на антракс. Най-често боледуват овце, говеда, коне, кози, биволи, камили и северни елени, могат да се заразят магарета и мулета. Свинете са по-малко чувствителни. Сред дивите животни всички тревопасни са податливи. Известни са случаи на заболяването при кучета, вълци, лисици, арктически лисици, а сред птиците - патици и щрауси.

Патогенеза.

Заразяването на животните става главно чрез хранене. Чрез увредената лигавица на храносмилателния тракт микробът прониква в лимфната система и след това в кръвта, където се фагоцитира и разпространява в тялото, като се фиксира в елементите на лимфоидно-макрофагалната система, след което мигрира отново в кръвта, причинявайки септицемия.Капсуларното вещество инхибира опсонизацията, докато като екзотоксин разрушава фагоцитите, засяга централната нервна система, причинява оток, появява се хипергликемия и се повишава активността на алкалната фосфатаза.В крайната фаза на процеса съдържанието на кислород в кръвта намалява до ниво, несъвместимо с живота.

Лабораторна диагностика.

За лабораторни изследвания ухото на мъртво животно се тества за антракс.
Бактериоскопия.Натривки се приготвят от патологичен материал за микроскопия, някои от тях се оцветяват по Грам и винаги се оцветяват за капсули с помощта на Михин и Олт. Откриването на капсулни бацили с типична морфология е важен диагностичен признак Засяване върху хранителни среди. Изходният материал се инокулира в MPB и MPA (pH 7,2-7,6), посевите се инкубират при температура 37 o C за 18-24 часа, ако няма растеж, те се държат в термостат още 2 дни. Биологичен тест. Провежда се върху бели мишки, морски свинчета, зайци, едновременно с инокулация на материала върху хранителни среди. Белите мишки се заразяват подкожно в задната част на гърба (по 0,1-0,2 ml), морските свинчета и зайците - подкожно в коремната област (0,5-1,0 ml). Мишките умират след 1-2 дни, морските свинчета и зайците - след 2-4 дни. Умрелите животни се отварят, правят се цитонамазки и посявки от кръв от сърце, далак, черен дроб и инфилтрат на мястото на инжектиране на изследвания материал. Причинителят на антракс трябва да се диференцира от сапрофитните бацили: B. cereus, B. megaterium, B. mycoidesИ B. subtilisвъз основа на основни и допълнителни функции. Основните признаци включват патогенност, образуване на капсули, тест за "перлена огърлица", способност за облизване на фаги и имунофлуоресцентен тест. Допълнителните характеристики включват подвижност, липса на хемолиза, активност на лецитиназа и образуване на фосфатаза.

Тест	B. anthracis	B. cereus, B. megaterium, B. mycoides, B. subtilis
Патогенност	Патогенен за лабораторни животни	Не е патогенен за лабораторни животни, с изключение на B.cereus (с интраперитонеална инфекция на бели мишки).
Образуване на капсула	Образува масивна с ясни контури на капсулата.	Капсула не се образува.
"Перлена огърлица"	Върху пеницилинов агар патогенът расте под формата на вериги, състоящи се от сферични форми, напомнящи перлена огърлица.	Няма феномен „перлена огърлица“.
Поносимост от фаг	Лизиран от антраксния фаг.	Няма лизис на антраксния фаг.
Имунофлуоресцентен тест 1

1 - показателен метод и изисква допълнително изследване на вирулентността, образуването на капсули и фаговата чувствителност.
2 - признакът е променлив сред различните щамове.

Серологично изследване.

За откриване на антигени на антракс при изследване на кожени и кожухарски суровини, изгнил патологичен материал, както и пресен патологичен материал и серологична идентификация на изолирани култури се използва реакцията на утаяване на Асколи.Като серологичен тест, главно за изследване на антигенния спектър на Bacillus anthracis, реакцията на дифузно утаяване (RDP) За идентифициране на скорошни случаи и ретроспективна диагностика на антракс при хора беше предложен алергенът антраксин (E. N. Shlyakhov, 1961). Те също така откриват специфична постваксинална сенсибилизация при селскостопански животни.

Имунитет.

Образуването на инфекциозен имунитет според антитоксичния тип се определя от защитния антиген.В момента са открити защитни антитела с помощта на RSC, RDP и индиректна версия на метода на флуоресцентните антитела.В резултат на естествена инфекция и възстановяване от антракс, дълго - при животните възниква срочен имунитет.За активна защита на животните от антракс се използват ваксини срещу антракс от живи спори: STI ваксина (имунитет възниква след 10 дни и продължава най-малко 12 месеца), ваксина от щам № 55 (имунитет възниква след 10 дни и продължава най-малко 1 година).За лечение и пасивна профилактика антиантраксен серум и глобулин. Имунитетът възниква в рамките на няколко часа и продължава до 14 дни.

Антраксът е остро заразно заболяване на хората и животните (домашни и диви).

Ориз. 98. Колонията Bacillus anthracis

За отличие B. anthracisот други видове Бацилизползвайте комплекс от характеристики (Таблица 31).

Антигенна структура.Причинителят на антракс има соматични антигени и капсулен антиген с протеинова природа (състои се от D-глутаминова киселина), образуван главно в тялото на животни и хора. Соматичният антиген с полизахаридна природа е устойчив на топлина и се запазва дълго време във външната среда и в животинските трупове. Диагностичната реакция на термопреципитация на Асколи се основава на неговото откриване. Антраксният бацил също има антигени, общи за рода Бацил.

cya ген – едем фактор (OP);

pag ген – защитен антиген (PA);

lef ген – летален фактор (LF).

Синтезът на капсулата на антраксния бацил също се контролира от pX02 плазмид с тегло 60 MD.

Поради сложната структура на комплекса от гени, които контролират патогенността б. антрацис, локализацията на гените в бактериалния геном се изяснява с помощта на различни методи за генотипизиране, включително сравнителен анализ на MLVA и хромозомни VNTR (виж стр. 27).

Таблица 31

Диференциални характеристики B. anthracisи някои други видове от рода Бацил

Характеристики на епидемиологията.Основният източник на антракс са болните тревопасни животни. През целия период на заболяването те отделят патогена с урина, изпражнения и слюнка в почвата, заразявайки я, така че почвата, особено богата на органични вещества, се превръща в допълнителен резервоар на патогена. Заразяването на животните става главно чрез хранителен път (чрез храна и питейна вода, замърсени със спори), по-рядко - чрез предаване - чрез ухапвания от мухи, кърлежи, конски мухи, които пренасят патогена от болни животни, трупове и от заразени обекти на околната среда ; много рядко - по въздух. Патогенът не се предава чрез директен контакт от болно животно на здраво.

Белодробната форма на антракс е изключително рядка и протича като бронхо-пневмония с дълбока обща интоксикация, гръдна болка, общо неразположение, висока температура, кашлица с отделяне на храчки, първоначално слизеста, след това кървава. Смъртта настъпва на 2-3-ия ден. По правило всички форми на антракс са придружени от висока температура (39 – 40 °C). Най-тежката форма на антракс се проявява при септична форма, която може да бъде първична или следствие от усложнение на друга форма на заболяването. Характеризира се с изобилие от хеморагични прояви и наличие на голямо количество от патогена в кръвта, цереброспиналната течност и в редица органи на болния човек. Случаите на антракс сред хората са спорадични.

Постинфекциозен имунитетсвързани с появата на антитоксини и антимикробни (защитни) антитела.

Сред серологичните реакции реакцията на термопреципитация на Асколи се използва главно за диагностични цели. Използва се в случаите, когато е трудно да се разчита на изолиране на чиста култура на патогена (по-специално при изследване на вълна, кожи, четина и други предмети). Реакцията на Асколи се основава на откриването на термостабилни антигени на патогена, които се запазват много по-дълго от жизнеспособните вегетативни клетки и спорите на антраксния бацил. За ретроспективна диагностика на антракс се използва алергичен тест с антраксин.

Лечениена пациенти с антракс е сложен характер. Тя е насочена към неутрализиране на токсина и срещу патогена: прилагат се антиантраксен имуноглобулин и антибиотици (пеницилини, тетрациклини, еритромицин и др.).

Специфична профилактика.Първата ваксина срещу антракс е получена от Л. Пастьор през 1881 г., у нас - от Л. С. Ценковски през 1883 г. от отслабени щамове. B. anthracis

Съдържание на темата "Причинител на антракс. Клинични прояви на инфекция с антракс. Bacillus cereus.":

Културни свойства на bacillus anthracis. Културни свойства на антракс. Спорулация от антракс. Биохимични свойства на антракс.

Bacillus anthracisВирее добре на стандартни хранителни среди. Температурен оптимум 35-37 °C; оптимално pH 7,0. В течни среди расте под формата на памучни люспи, без да причинява помътняване на средата. Когато се посее чрез инжектиране в желатин, той произвежда характерен растеж под формата на „обърната коледна елха“ (фиг. 13-4). По-късно горният слой желатин се втечнява, образувайки фуния.

Антракс върху твърда средаобразува грапави, неравни, сиво-бели, влакнести R-колонии с диаметър 2-3 mm. При ниско увеличение колониите наподобяват „главата на Медуза“ или „лъвската грива“ (фиг. 13-5); Преплитащите се вериги придават характерния вид на колониите антраксни бактерии.

Антракс спорулация

При аеробни условия при 12 °C и 40 °C антраксен бацилобразува централно разположени спори с размери 0.8-1.0x1.5 µm (виж фиг. 4-13). В живия организъм не възниква спорулация; липсва и при неотворените трупове, което се осъществява чрез абсорбцията на свободен кислород по време на процеса на гниене. Спорите са силно устойчиви на външни влияния: сухата топлина убива бактериите при 140 °C за 2-3 часа, автоклавирането при 121 °C за 15-20 минути. Във вода издържат до 10 години, в почва - до 30 години. Скоростта на покълване зависи от температурата (оптимум 37 °C) и възрастта на спорите; Младите спори при оптимални условия покълват за 1-1,5 часа, старите за 2-10 часа.

Биохимични свойства на антракс

антраксобразува киселина без газ върху среда с глюкоза, фруктоза, малтоза и декстрин. Хидролизира нишестето; образува ацетоин и лецитиназа. За разлика от сапрофитите, антраксните бацили нямат фосфатаза и не разлагат фосфатите, съдържащи се в хранителната среда. Млякото се подсирва за 3-5 дни. Съсирекът бавно се пептонизира и втечнява с отделяне на амоняк, а също така (поради окисляването на тирозина) става кафяв.

Министерство на науката и образованието на Руската федерация

Москва Държавен университетприложна биотехнология

Катедра по микробиология и имунология

Курсова работа

"агент на антракс"

Изпълнил: студент ветеринарен сан. факултет

II курс, 9 групи

Буданцев М.В.

Проверено:

проф. Скородумов Д.И.

Москва 2005 г

Въведение

1. Характеристики на патогена

1.1 Морфологични свойства

1.2 Ензимна активност

1.3 Антигенна структура

1.4 Стабилност на патогена

2. Еволюция

Заключение

Библиография

Въведение

Причинителят на антракс, Bacillus anthracis, принадлежи към разред Eubacteriales, семейство Bacillacae, род и подрод Bacillus. За първи път бацилът е открит под микроскоп от Ф. Полендер в Германия през 1849 г. През 1850г.

К. Давин и Ханс във Франция идентифицират нишковидни неподвижни тела (цилиндрични пръчици) в кръвта на овце, умрели от антракс. В Русия Ф. Брауел през 1857 г. открива пръчици (вибриони) в кръвта на човек, починал от антракс, и експериментално възпроизвежда болестта при животни, като ги заразява с кръв, съдържаща тези микроби. Но значението на пръчките остава неясно. Едва през 1863 г. К. Давеп окончателно установява, че те са причинителят на антракса. Тази година се счита за официалната дата на откриването на антраксния бацил.

Патогените на заболяването са култивирани едва през 1876 г., първо от Р. Кох, а след това от Л. Пастор. Независимо от тях, те заразяват животни с тази култура, възпроизвеждат болестта и откриват, че бацилите на антракс са способни да образуват спори. През 1888 г. Серафини открива капсула в бацили на антракс. В Русия културата на антраксния микроб е получена за първи път от В.К. Високович (1882).

Родът Bacillus обединява 48 вида аеробни или факултативно анаеробни бацили, които са разделени на две групи: първата включва 22 вида, втората - 20 вида. Бацилите от първата група са по-добре проучени. Най-близките до антраксния бацил видове са: Vas. cereus - восъчен бацил Vas. cereus var.mycoides sive - кореновиден бацил; Вие. мегатериум - зелев бацил; Вие. subtilis sive - сенна бацил; Вие. pumilus sive - картофен бацил. Всички те са сапрофити, освен теб. sereus, който синтезира активния патогенен ензим лецитиназа и е способен да причини хранителна токсикоза.

1. Характеристики на патогена

1.1 Морфологични свойства

В неоцветени препарати, приготвени от кръв и тъкани на животни, болни или умрели от антракс, бацилите имат формата на хомогенни прозрачни пръчици с леко заоблени краища. Те лежат поединично или са свързани в къси вериги. Броят на клетките във веригата при силно вирулентни щамове като правило не надвишава три, докато при ниско вирулентни щамове може да има повече.

Бацилите, отглеждани върху твърди или течни хранителни среди, образуват вериги с различна дължина. В петна от култури от щамове, които са дали типичен растеж в течни хранителни среди под формата на флокулентна утайка, пръчките често са подредени в дълги вериги, а в тези, приготвени от култури с нетипичен дифузен растеж, те образуват къси вериги. Клетките във веригите са с различна големина и приличат на цилиндри. Повърхността на клетките е неравна.

В боядисаните вериги краищата на пръчките, обърнати един към друг, са прави, сякаш са отрязани, докато свободните краища са леко заоблени. Бацилите, които синтезират капсула, когато растат върху среда, съдържаща протеини и се размножават в тялото на животните, образуват вериги под формата на бамбукова тръстика, отрязаните краища на клетките са донякъде депресирани и симетрично удебелени в ставите.

Бацилите имат ядро. Ф.Я. Китаев (1922) установява, че той участва в деленето на вегетативните клетки и често се среща в покълнали спори. По-късно наличието на ядро в бацила е потвърдено от Flewett (1948). През 1959 г. М.П. Мейзел и Л.В. Миролюбов установи, че ядрото се състои от спираловидни нишки, заемащи централната част на клетката и разположени по нейната ос. Нуклеоидът е представен главно от мрежа от фибрили, разположени произволно, равномерно по цялата му площ. Chatterjee и Williams (1962) показват, че в клетки от млади култури хроматиновите тела имат формата на дълги непрекъснати образувания, разположени централно. В зрелите клетки те са непрекъснати и; и разделяне на половинки. В клетките на 24-часови култури дългите хроматинови тела са разположени в големи комплекси, състоящи се от сферични образувания. Авторите заключават, че антраксният бацил има диференциран нуклеоид с дискретна природа.

Диференциацията на нуклеоида е потвърдена от Г. В. Дунаев (1967, 1972) по време на изследването му на вегетативни клетки от ваксинални щамове Ценковски и STI-1 II, фиксирани и оцветени по метода на Пекарски-Робинов. Ясно очертан нуклеоид е открит в бацилите във всички фази на тяхното развитие. Структурата на ядрото се разкрива особено добре чрез комбинирана флуоресцентна и филоконтрастна микроскопия. ДНК и РНК се намират в бацилите, първата се съдържа в нуклеоида, втората в цитоплазмата.

Молекулата на ДНК хромозомата е двуверижна, затворена в пръстен и специфично опакована под формата на влакнеста нишка, напомняща на усукана нишка от слама. Компактната форма на ДНК се поддържа от едноверижна рибонуклеинова киселина, която от своя страна е свързана с РНК полимераза и катионни протеини. Дължината на удължената ДНК нуклеоидна молекула е почти 2 пъти по-голяма от дължината на самия бацил.

Субмикроскопичната структура на антраксните бацили е докладвана за първи път от Roth и Williams (1963, 1964); те откриха елементи от отделен нуклеоид във вегетативните клетки на микроба. Тогава редица съветски и чуждестранни изследователи (Павлова и Кац, 1966; Молеги, Шафа и Герчарди, 1966; Белокозов, 1970; Тржетецкая и Куликовски, 1972 и др.) изследват доста подробно структурата на вирулентните (№ 66 и 2222) ) и ваксина (ваксина II Ценковски, STI-1, Stern) щамове на бацили.

Очевидно бацилът, способен да вегетира във външната среда и в животинското тяло, има много развити регулаторни механизми, които осигуряват метаболизма и жизнената активност при промяна на околната среда. Перфектната система за адаптация зависи от морфологичната структура на клетката. Стената на бацила се състои от три слоя: два осмиофилни и един осмиофобен. Но такава структура не винаги се идентифицира. По-често стената се състои от вътрешен осмиофилен, по-плътен и външен, умерено плътен слой. Външният слой често се превръща във фибриларни структури, разположени по цялата повърхност на клетката. Смята се, че тези осмиофилни фибрилни образувания са остатъци от капсулата.

В клетъчната стена се виждат тубули, които се свързват с цитоплазмената мембрана и се отварят към външната среда.

Цитоплазмената мембрана е гладка или донякъде извита. Само в някои области на клетката се забелязват нейните три слоя, те са по-добре видими в лизираните бацили. По-често мембраната е плътно прилепнала към клетъчната стена и се разкрива под формата на един слой. Мембраната има издатини в цитоплазмата, които се различават по форма, размер, структура и местоположение; те се описват като интрацитоплазмени мембранни структури. Издатините имат формата на къдрици, овали и неравномерни линии, в много бацили те проникват в нуклеоидната зона.

В цитоплазмата на бацилите се откриват ясно очертани вакуоли. Те обикновено са големи, ограничени от мембрана, която им служи като рамка. Отвън има рибозоми. Те са подредени във вериги, образувайки полирибозоми. Последните са по-добре видими в лизираните клетки. Често вакуолите са концентрирани близо до нуклеоида. Gerhardi (1967) смята, че вакуолите възникват в резултат на разтваряне по време на процеса на фиксиране и дехидратация на включвания от липиден характер и, на първо място, гранули от поли-ß-хидроксимаслена киселина.

Бацилите съдържат липопротеинови гранули, разположени предимно субтерминално и терминално. Мезозомите (еквиваленти на митохондриите) също са идентифицирани. Те имат формата на ясно очертани, ярко светещи жълто-зелени гранули в контакт с цитоплазмената мембрана. Мезозомите са многофункционални. Мембранно-мезозомалната система на бацилите е отговорна за окислителното фосфорилиране, трансфера на електрони, осъществяването на цикъла на ди- и трикарбоксилната киселина и също така участва в синтеза на протеини (Burd, 1967; 1968). В цитоплазмата, след оцветяване със стар разтвор на метиленово синьо по Leffler, в полярните области на бацила, а понякога и в централната част, се откриват валутни гранули, оцветени метахроматично.

При оцветяване със суданово черно се виждат липидни гранули, които са особено много през периода на спорулация. Те се намират в спорообразуващи аеробни бацили от всички видове, включително сапрофити. Цитохимичната реакция на Hotchkiss върху полизахаридите разкрива малки гранули гликоген. Те се съдържат както в обикновените, така и в спорообразуващите бацили.

Бацилите се размножават чрез делене. В клетката се образува напречна преграда, която я разделя на две равни половини индивида. Образуването на преграда започва с инвагинация на цитоплазмената мембрана и участието на клетъчната стена в този процес. Постепенно клетката сякаш е заплетена. Често обаче ново клетъчно делене започва преди да е завършило първото, което води до образуването на стрептобацили. Получената верига се състои от клетки с различна дължина.

Бацилите отделят екзотоксин, който играе водеща патогенетична роля в развитието на заболяването. В процеса на биосинтеза и секреция на екзотоксин, когато бацилите се отглеждат върху специална среда, се отбелязва интензивно развитие на рибозомния и мембранно-мезозомния апарат, установява се тясна връзка между тях и интрацитоплазмените мембранни структури проникват в нуклеоидната зона. Във фазата на експоненциален растеж културата се състои предимно от неделящи се клетки (Дунаев, 1972).

В нуклеоидната зона се наблюдава голямо натрупване на осмофилни маси. В някои области на клетките се откриват интрацитоплазмени канали, които се различават по морфология от мембранните структури от обичайния тип при микробите от този вид. Те са прави и къси. Каналите преминават през клетъчната стена и комуникират с околната среда. Намерени са единични клетки с лизиран протопласт, но добре запазени мембранни структури. Тези клетки често имат области с разрушена клетъчна стена.

В тази фаза бацилите отделят токсин. Той може да бъде транспортиран от бациларната клетка по три начина: токсинът излиза през специални канали, през непокътната, но променена клетъчна стена и през области на лизирана клетъчна стена. Плазмата на бацилите съдържа включвания на компактни осмиофилни частици. Извън микроба те се намират в по-малко оптически плътно вещество, също секретирано от бацили. Когато се отдалечите от бацилите, частиците стават по-големи и разстоянието между тях се увеличава. Описаната структура на бацилите е характерна за ваксините и вирулентните щамове на антракс.

Образуване на капсули.Бацилите в тялото на животното и при култивиране върху хранителни среди с високо съдържание на естествен протеин образуват капсула. Не се образува в присъствието на атмосферен кислород. Капсулата е външният лигавичен слой на бацила и се счита за слой ектоплазма. В ултразрезите се забелязва под формата на компактен дебел слой, плътно прилепнал към стената на вегетативната клетка.

Капсулата има няколко слоя. Вътрешната му част е изградена от кисели мукополизахариди, средната част от протеиново-полизахаридни комплекси, а външната част от мукопептиди и полипептиди. Във външните слоеве на капсулата и в клетъчната мембрана мукопептидите се различават по своите свойства. Капсулата, състояща се от 98% вода, има защитен осмотичен ефект срещу навлизането на големи количества вода в бацила и го предпазва от дехидратация, както и от различни влияния на околната среда, включително имунните механизми на организма. Капсулата предотвратява фагоцитозата

Вие. anthracis и допринася, според N.N. Ginsburg и др. (1960), като ги фиксира към клетките на макроорганизма. Смята се, че той определя степента на вирулентност на бацилите. Некапсулните антраксни бацили нямат тези свойства. Капсулата се образува както в течна, така и в твърда хранителна среда от суроватка. При отглеждане на среда на Гладстон и Фийлдс капсулата започва да се открива в някои бацили след 3 часа инкубация (Машков и Бодиско, 1958) и до 14-10 часа почти всички я имат. След това настъпва дифузия на капсулното вещество от клетъчната повърхност в заобикаляща среда. Капсулите също се образуват добре, когато бацилите растат в серум от конска кръв според Schaefer, върху серумен агар, особено с излишък на CO2, както и когато се отглеждат в протеинова среда, използвана за получаване на защитен антиген. В този случай образуването на капсула започва след 2"/2 часа растеж и този процес е добре изразен в шестчасова култура; капсулите се намират в клетките и след 24 часа растеж. Селективният субстрат за биосинтезата на капсулите е GKI протеинова среда. Образуването на капсула, в допълнение към естествения протеин, се насърчава от алкална среда и присъствието на CO2 Eastin, Thorne (1963) установява влиянието на CO2 върху активността на някои митохондриални ензими на бацили. Вирулентните бацили изискват по-висока концентрация на CO2 при образуване на капсулен полипептид.

За синтеза на най-важния вирулентен фактор – капсулата – са необходими аминокиселините левцин, валин и метионин. За оптимално размножаване на вирулентни щамове на бацили са необходими хипоксантин, метионин, аланин и триптофан. Степента на вирулентност до голяма степен се определя от условията на растеж на бацилите и състава на средата.

Във фазата на експоненциален растеж на културата от вирулентни ваксинални щамове, наред с капсулните бацили се откриват и некапсулни бацили. Това показва, че в популацията от щамове се появяват мутанти с различни генетични свойства, без капсулния полипептид на глутаминовата киселина.

В тялото на животното бацили с капсули се откриват 2-3 часа след заразяването, но през този период те се намират само в местата на инжектиране и регионалните лимфни възли. Те са заобиколени от тъканен детрит и са разположени в зони (светли), благоприятствани от действието на микробния токсин. Когато бацилите навлязат в имунния организъм, капсулите се образуват много бавно и рядко. Морфологично, капсулите на бацилите, които се размножават в тялото и се отглеждат в хранителни среди, са различни, само в последната капсулата е по-масивна. Капсулата е по-устойчива на процеси на гниене от самия бацил, следователно в гниещия труп на животно, умряло от антракс, се откриват само „сенки на микроби“, празни капсули.

Спор за образование. Биологична роляспорът е, че те са форма на запазване на вида бацили при неблагоприятни условия на живот. Спорите могат да останат в природата дълго време и следователно да запазят субстрата на генетичната информация на първоначалните клетки (генома) за дълго време и по този начин да осигурят прехвърлянето на основни свойства към потомството на следващите поколения.

Спорообразуването се случва в среда с неутрална или леко алкална реакция, когато има дефицит на протеинови вещества. Спорите се образуват във физиологичен разтвор, дестилирана вода и в нефиксирани петна. Установено е, че този процес протича по-бързо в среда, съдържаща чист кислород, отколкото при аериране на културата с атмосферен въздух. Образуването на спор започва от момента, в който в околната среда съотношението на формите на протеин и минерален азот се измества към преобладаването на последния (Егоров и Сийцин, 1961). Добавянето на неутрален натриев оксалат към средата активира спорулацията, а 1% разтвор на калциев хлорид го потиска. Спорите не се образуват в среда, богата на протеинови вещества, например в кръв и кръвен серум, в жив организъм и неотворен труп. При нарушаване на целостта на трупа е възможно спорулация.

Вегетативните клетки, които образуват спори (спорангии), съдържат една спора, разположена централно или субтерминално. Диаметърът на спората не надвишава ширината на бацила. Образуването на спори започва в момента на преминаване на вегетативната клетка към стационарна фаза на растеж и се наблюдават редица последователни етапи:

1. В клетката се образуват два нуклеоида, които скоро се обединяват в пръчковидно образувание.

2. В една област на клетката се появяват издатини на клетъчната мембрана с мезозоми. Те образуват напречна преграда, която разделя частта от цитоплазмата и ДНК, свободна от липопротеинови зърна, от останалото клетъчно съдържание. В резултат на това зоната на бъдещата спора, заобиколена от мембрана, е изолирана.

3. Изолираният участък е обграден от клетъчна мембрана; Образува се проспора с двойна мембрана.

4. Пространството между спората и клетъчната (втора) мембрана се разширява, съдържанието му става хомогенно, появява се така наречената кора, благодарение на която спората е по-забележима, когато микроскопско изследване.

5. Обвивка се образува около външната мембрана, покриваща кората. От всички спорови структури тя има най-голямата способност да разпръсква електрони. След това споровата мембрана се покрива с по-рехав и тънък слой - екзоспориум. Образуваната спора напуска бацила чрез разкъсване на участък от клетъчната стена. Спорите не покълват вътре в бацила.

Така образуваната спора се състои от следните основни слоеве:

Спороплазма (нейната централна част). Състои се от хомогенен материал с фино-зърнести осмиофилни гранули; нуклеоидът се открива като неясно очертана зона от осмиофобен материал;

Цитоплазмената вътрешна мембрана, обграждаща саркоплазмата;

Кора, разположена на повърхността на цитоплазмената мембрана. Той е представен от масивен лек оптичен слой и се състои от пептидогликан. Обвивката се образува от вътрешния й слой по време на покълването на спорите:

Външната двуслойна мембрана на спората е дебела и покрива кората;

Слой цитоплазма между външната мембрана и мембраната

Черупките на спорите, според I.I. Белоконова (1970), Т.А. Тржетецкой, Л.В. Куликовски (1972), има до 6 слоя; отвътре черупката е в съседство с външната мембрана на спората, отвън има множество издатини;

Екзоспориум.

Спорите са овални, понякога кръгли образувания, които силно пречупват светлината. Дължината на зрелите спори е 1,2-1,5 микрона, ширината е 0,8-1 микрона, незрелите (проспори) са малко по-малки. Зрелите спори, засенчени с хром или контрастирани с фосфоволфрамова киселина, се разкриват в електронен микроскоп под формата на оптически непроницаеми образувания с неравномерни контури; по-младите спори и проспори са еднакви и тъмни. Методът на въглеродната реплика според Bredli и Williams (1957) позволява да се открият ребра на повърхността на спорите. Те са разположени надлъжно или под формата на клетки и са по-ясно изразени в спори от стари култури (15 дни) (Белоконов, 1970). Shafa и Sato (1966), които изучават щама на Stern, идентифицират власинките на повърхността на екзоспориума. Тяхното присъствие беше потвърдено

И.И. Белоконов (1970), който разработи ваксиналните щамове STI-1 и II на ваксината Ценковски.

В спорите на ваксиналния щам STI-1 бяха открити изпарени спорови тела, подобни на тези, описани по-рано в някои сапрофитни спорообразуващи микроби. Имат правилна сферична форма, разположени на повърхността на спорите или лежащи отделно. Диаметърът им е различен: малък 1200 A, среден 1564 A и голям 2000 A. Значението на тези тела не е ясно (Дунаев и Белоконов, 1968).

Началото на образуването на спори зависи от характеристиките на щама и температурата на околната среда. При 30-37 °С обикновено завършва след 1-2 часа, при 24 °С - след 16 часа, при 18 °С продължава до 70 ч. Под 15 °С и над 42 °С спорулация не настъпва. При някои щамове този процес започва интензивно 18-20 часа след инокулацията на средата и култивирането при 37 °С (Белоконов, 1970; Авакян, Кац, Павлова, 1972). В плътна среда спорите се образуват по-бързо, отколкото в течна среда. Процесът на тяхното образуване при добре спорулирани щамове обикновено завършва на МРА след 48-72 часа.

За покълването на спорите са необходими аминокиселини (източник на азот), въглехидрати (особено глюкоза) и прекурсори на нуклеинова киселина, 1-аланин n 1-тирозин (Zemskov et al., 1972).

Морфологичните промени, показващи началото на покълването на спорите, се откриват 5-10 минути след засяването им върху хранителна среда (температура 37 ° C). Характеризират се с набъбване на спорите и поява на малки светли участъци по периферията им. Поникналата спора губи блясъка си, придобива сферична форма, след което отново се разтяга и от единия край по посока на надлъжната ос излиза бацил, който отделя споровата мембрана; възникващият бацил е подобен на майчиния антраксен бацил, само че краищата му са по-закръглени.

Химичен състав.Сухият остатък от вегетативни клетки съдържа 6,8% азот и 12-13,5% минерална пепел, сухият остатък от спори съдържа съответно 12,14 и 41,15%. Количеството на ДНК варира в зависимост от щама. Повечето високо нивоРНК се наблюдава при бактерии във фаза на експотенциален растеж. Антраксните бацили имат ензими: липаза, диастаза, протеаза, желатиназа. дехидраза, цитохромоксидаза, пероксидаза, каталаза, аргиназа и др.

От тялото на микроба е изолиран соматичен антиген, който включва полизахарид, съдържащ N-ацетилглюкозамин и галактоза в еквимолекулни пропорции, както и малко количество О-ацетил и аминокиселинни остатъци.

В обвивката и капсулата на антраксния микроб са открити три антигенни комплекса:

повърхностни антигени на капсулата, които очевидно са пептиди, чувствителни към действието на пепсин и частично трипсин;

самите капсулни антигени, разположени в основния слой на капсулата, съдържат вещества от протеиново-полизахаридна природа, които са чувствителни към действието на трипсин, хемотрипсин, хиалуроназа и лизозим;

антигени на клетъчната стена, съдържащи вещества както от полизахаридна, така и от протеинова природа, чувствителни към действието на лизозим и трипсин (Levina and Katz, 1964; Lvakyan et al., 1907).

Според Е.П. Левина и Л.П. Katz, антигените, открити от флуоресцентен антраксен серум, са локализирани в мембраната. Спорите съдържат аланин рацелеаза, нуклеозид рибозидаза и аденозин дезамназа. В почиващите спори тези ензими осигуряват ниско ниво на енергиен метаболизъм (дишане).

1.2 Ензимна активност

От голямата група аеробни бацили, живеещи в почвата, само Bacillus anthracis е придобил най-изразени вирулентни свойства и способността да причинява смъртоносни заболявания при животни и хора. Има редица подобни морфологични и културни свойства с посочените непатогенни спорообразуващи микроби. Особено много идентични признаци се наблюдават при Bacillus anthracis и вас. segeus. Има много фактически материали относно токсикогенността при вас. cegeus и неговата биохимична активност.

Електронномикроскопското изследване на двата бацила (Шахбанов, 1975) разкрива както общи характерни, така и нетипични признаци. Така клетъчната стена на Bac. anthracis е по-дебел и има фибриларен материал вътре, но вие. cereus има издатини във формата на гъба на стената. И.Б. Павлова и Л.П. Katz (1966) идентифицира Bac. anthracis имат по-развити мембранни структури, което според тях се дължи на по-голямата активност на редокс ензимите. Вие. cereus за разлика от Bac. anthracis бързо коагулира разтвори на жълтък от пилешко яйце; има изключително активна лецитиназа. Бавно редуцира метиленово синьо, слабо редуцира нитратите и нитритите, произвежда желатиназа, както и протеаза и доста бързо хидролизира желатина и коагулираната суроватка.

1.3 Антигенна структура

Вие. anthracis все още не е достатъчно проучен.

Н.Ф. Gamaleya (1928) установи, че подкожният оток, който се образува на мястото на инжектиране на патогена, съдържа токсични вещества, които при въвеждане в кръвта причиняват бърза смърт на заека. Watson и Bloom (1947) получават екстракти от едема на зайци с антракс. След интрадермално приложение на екстракти на животни са регистрирани същите хистологични промени, както при инфекция с cast bacilli. При зайците тези екстракти предизвикват образуването на имунитет, той е по-слаб при морските свинчета и белите мишки.

Watson и Co11 (1947) изолират две вещества от бацила; те се различават по физични, химични и биологични свойства. Първият от тях причинява възпаление на тъканите, клони към анода, реагира с Ca фосфат, вторият е от протеинова природа, не е токсичен и има имунизиращи свойства.

През 1953 г. Смит и Co11 изолират екзотоксин от антракс от кръвната плазма на морски свинчета, умрели от това заболяване, а след това от културалната течност при отглеждане на Va. anthracis върху течна хранителна среда. Установено е, че токсинът не е свързан, както се смяташе досега, с капсулното вещество, състоящо се от полиглутаминова киселина, но е тясно свързан със защитния антиген.

Smith (1958) установява, че токсинът се съдържа не само в едематозната течност, но и в доста високи концентрации в кръвната плазма и в по-малки количества в плевралните и перитонеалните ексудати. Токсинът причинява не само локална възпалителна реакция (оток) с признаци на тъканна деструкция, но и смърт на морски свинчета и бели мишки от вторичен шок. Това токсично вещество е определено като смъртоносен фактор, а през 1955 г. е наречено антраксен токсин.

Антраксните антисеруми, получени от коне, хиперимунизирани както с капсулни, така и с некапсулни щамове на бацили, потискат ефекта на токсина. Това показва, че произходът на токсина не е свързан с капсулата. Токсинът също се неутрализира от серума на зайци, имунизирани с проективния антиген.

Evans (1954) изолира екзотоксин от антракс in vitro. Smith (1958) установява, че вирулентните и некапсулираните ваксинални щамове синтезират токсини с еднаква сила. Токсинът има максимална сила на 1"/2 часа от началото на инкубацията. Количеството му е в пряка зависимост от броя на бактериите в културата. По своите свойства токсинът, получен в култура, не се различава от този, синтезиран от бацили в vitro; предизвиква образуването на антитела при животни и се неутрализира от конски серум против антракс.

През 1958 г. Смит установи, че естественият антраксен токсин ясно разграничава едематозните и леталните фактори. Molner и Strange (1960) разделят токсина на два фактора. Единият от тях преминава през стъклен филтър и има свойствата на защитен антиген, вторият се задържа върху филтъра, но лесно се елуира чрез третиране с 0,1 М карбонатен буфер при рН 9,7. И двата фактора сами по себе си не са токсични, но сместа им проявява изразен токсичен ефект - предизвиква възпалителни реакции в кожата на морските свинчета и смърт на мишките. Установено е, че вторият фактор се състои от два антигена.

Стенли и Смит (1961) показват, че в допълнение към тези два фактора (компоненти) има още един, серологично различен от тях; присъстваше в токсина, произведен както в тялото, така и в културата. Тези фактори бяха обозначени като I, II и III. Bea11, Tau1or, (1962) предложи други обозначения: EF (едематогенен или възпалителен фактор); RA (имуногенно-протективен антиген) и LF (летален фактор), които съответстват на фактори I, P и III.

Следователно сместа от компоненти I и II има токсични свойства (пропускливостта на капилярите се увеличава, което причинява подуване). Но компонент II има проективни свойства, предизвиквайки имуногенни процеси в организма. Добавянето на компонент I към него значително повишава неговата имуногенност, но при смесване с компонент III защитните свойства се намаляват. Компонент III не е токсичен, но когато се добави към компонент II, той придава смъртоносни свойства на сместа. И трите компонента на токсина образуват синергична смес, която има както едематогенен, така и летален ефект. Това показва, че антраксният токсин е трикомпонентна система. Пълният комплекс от антраксен токсин, синтезиран in vitro, се неутрализира от терапевтичен антиантраксен глобулин (Федотова, Уланова, 1970).

И трите компонента на антраксния извънклетъчен токсин имат антигенни свойства и са серологично активни. Токсинът, синтезиран in vivo, се различава от токсина, произведен in vitro, като е по-бързо смъртоносен и по-труден за откриване.

Установено е, че причинителят на антракс има редица антигени: полизахариден комплекс; капсулен полипептид; екзотоксин, който включва три компонента – възпалителен, имуногенен (протективен антиген) и летален. Всеки от микробните агенти (токсини, повърхностноактивни вещества, нуклеинова киселинаи др.) взаимодейства само със строго определени молекулярни мишени в атакуваните клетки. Те действат само върху онези молекули, с които имат химичен афинитет, допълнен от съответствие на структура и функция, т.е. химична комплементарност. Ако няма подходящи цели, тогава микробната атака е неефективна. Това е тайната на наследствения имунитет. Промяната в подредбата на комплементарните аминокиселини (една от многото) създава имунитет (Румянцев, 1984).

Вирулентността на антраксните бацили се определя от два фактора на агресия: капсула, представляваща полипептида d-глутаминова киселина; екзотоксин, състоящ се от три индивидуално нетоксични протеинови компонента; тяхната смес, както е посочено по-горе, причинява подуване и смъртност.

Първият антиген, изолиран от Bac.anthracis, е полизахариден (соматичен) комплекс. Той има серологична и химична връзка с полизахаридите на Vas. cereus и тип IV пневмококи. Според

Ю.В. Ezepchuk (1968), липсата на видима специфичност в полизахаридите дава основание да се смята, че те изпълняват във вас. anthracis е само структурна функция, а не (свързана с фактори на патогенност.

Друг антиген е капсулен полипептид, серологично трънен; среща се и в сапрофитните спорообразуващи бацили.

Капсулният полипептид се счита за един от важните фактори за агресията на антраксния бацил, тъй като той потиска защитната фагоцитна реакция на организма, повишава активността на леталния фактор на извънклетъчния антраксен токсин и в същото време потиска опсонизацията. Въпреки това, соматичният полизахарид и капсулният полипеитид на глутаминовата киселина на бацилите не са в състояние да определят синтеза на антитела, които определят фона на специфичната хуморална защита на животното срещу патогена на антракс. Тази роля в бацилите се изпълнява от защитен антиген (компонент II) - извънклетъчно вещество с протеинова природа, синтезирано по време на метаболитната активност на микроб в тялото на животното или върху специални хранителни среди и освободено от бактериалната клетка в околната среда.

Като един от факторите за патогенност, имуногенният компонент на антраксния микроб определя образуването на антитоксичен имунитет към тази инфекция (Stanley and Smith, 1963). Той служи като носител на специфични защитни свойства.

Наличните данни показват значителна роля на екзотоксина на бацила в проявата на много характерни черти на инфекциозния процес и формирането на специфични защитни сили на организма. Това дава основание да се разглежда като фактор, определящ патогенезата и имунитета на антракса.

1.4 Устойчивост

Стабилността и продължителността на оцеляване на бацилите и техните спори са различни. Първите са относително лабилни, вторите са доста устойчиви. Бацилите в меките тъкани на неотворен труп могат да персистират 2-4 дни. (Ипатенко, 1982), тъй като те се разрушават под въздействието на протеолитични ензими. В костния мозък на непокътнати кости този процес се случва малко по-късно - бацилите остават жизнеспособни тук до 7 дни (Franke, 1964; Ipatenko, 1964-1982).

Бацилите не издържат дълго на положителни температури. Пряката слънчева светлина ги убива в рамките на няколко часа. При нагряване до 50-55 °C загиват в рамките на един час, при 60 °C - след 15 минути, при 75 °C - след минута, при кипене - моментално. Бързото сушене убива бацила, докато бавното сушене води до образуване на спори. Бацилите могат да умрат след 2 седмици при температура 2-4°C. В стомашния сок на животните бацилите умират в рамките на 30 минути, в осолено месо те се задържат до 15 дни.

Минусовите температури запазват бацилите. Така при -10 °C те преживяват 24 дни, при -24 °C - 12 dp., в замразено месо при -15 °C - до 15 dp. Могат да се съхраняват дори при температура на течен азот (-196°C).

Бацилите не са устойчиви на различни химикали. Алкохол, етер, 2% разтвор на формалин, 5% разтвор на фенол, разтвор на сублимат 1: 1000,5-10% разтвори на хлорамин, свеж 5% разтвор на белина, водороден прекис ги унищожават за 4-5 минути. Метилбромидът надеждно убива бацилите. OKEBM (суспензия от една тегловна част етиленов оксид и 2,5 метилбромид).

Прясното мляко има и бактериостатични свойства (задържа развитието на бацилите), но този ефект трае само 24 часа, по-късно бацилите започват да се размножават и образуват спори, запазвайки присъщата им патогенност. Антимикробните свойства на млякото се дължат на лизозима и лактините - продукти на ензимното окисление (Абдулин и Капарович, 1971; Ипатенко, 1982). Растежът на бацилите може да се забави от прясна животинска кръв (Ipatenko, 1964-1982).

Бацилите са чувствителни към действието на някои антибиотици - пеницилин стрептомицин, окситетрациклин, тетрациклин и биомицин. Бактериостатичните свойства се проявяват както in vitro, така и in vivo. Минималните концентрации на стрептомицин, които инхибират растежа на бацилите, варират от 1,15 до 2,34 μg/ml; окситетрациклин - 0,22-1,87 μg/ml (Ipatenko, 1983).

При отглеждане върху МРА бацилите приемат формата на топки под въздействието на ниски дози пеницилин. Веригите им придобиват вид на „перлена огърлица“. Тази реакция е специфична и може да се използва за бърза диференциална диагноза.

Антимикробният ефект на стрептомицин и окситетрациклин върху вирулентни и ваксинални щамове, взети поотделно и в комбинация, не е еднакъв. Смес от стрептомицин и окситетрациклин има по-изразен ефект от всеки от тях поотделно. Техните еднакви общи концентрации в микрограмове на 1 ml среда превишават ефекта на окситетрациклин 2 пъти и стрептомицин 4 пъти (Новиков, 1960). Трябва да се има предвид, че в природата има индивиди от бацили, които са устойчиви на антибиотици.

Стабилност на спорите. Спорите са много по-стабилни от вегетативните форми на бацилите и се запазват по-дълго във външната среда. Високата устойчивост на спорите към различни влияния се свързва с наличието на плътна многослойна обвивка, ниско съдържание на вода в нея и липса на ензимна активност. Един от най-важните фактори, определящи високата устойчивост на спорите, е наличието на калциева сол на дипиколинова киселина; съдържанието на калций в спорите е значително по-високо, отколкото във вегетативните тела.

Устойчивостта на спорите до голяма степен зависи от това колко бързо са се образували. Спорите, образувани при 18-20°C, са по-устойчиви от спорите, образувани при температури 35-38°C (Revo, 1931). При определени условия спорите могат да останат жизнеспособни и вирулентни в продължение на десетилетия във външната среда (почвата) (Ипатенко, 1982).

Сушенето няма ефект върху спорите. В изсушени агарови и желатинови култури спорите остават жизнеспособни и вирулентни до 55 години. Пряката слънчева светлина унищожава спорите само след 4 дни (Franke, 1964; Ipatenko. 1982), но ултравиолетовите лъчи и рентгеновите лъчи имат вредно въздействие върху тях - спорите умират след - 20 часа.Сухата топлина (120-140 ° C) убива спорите само след 2-3 часа, при 150°C умират след 1 час, течаща пара при 100°C ги унищожава след 12-15 минути, автоклавиране при 110°C - след 5-10 минути, кипене - за един час. При 400 С спорите умират след 20-30 s.

Спорите също са устойчиви на химикали. Етиловият алкохол в концентрации от 25% и по-високи убива спорите само след 50 дни, сублимира се, разреден с 1000,5% разтвор на фенол, 5-10% разтвори на хлорамин ги унищожават след няколко дни (възможно часове), 1% - разтвор на формалин - след 2 часа, 2% разтвор на формалин - след 10 - 15 минути, 4% разтвор на калиев перманганат - след 15 минути, 3% разтвор на водороден прекис - след 1 час, 10% разтвор на сода каустик - след 2 часа Според M.A. Сефершаев (1964), спорите са устойчиви на смолисти феноли, които са отпадъци от промишлеността за нефтени шисти.

Активни дезинфектанти с бактерицидно, спороцидно и фунгицидно действие се оказват три препарата от групата на интерхалидните съединения - солнокиселинен разтвор на йоден монохлорид (препарати № 74 и 74-Б), пирам и ниран и един препарат от групата на хлороактивните. съединения - хипохлор (Бошян, Дмитриева, 1968).

Въвеждането на химикали в почвата не променя значително броя на микроорганизмите, но неизбежно променя видовия им състав, като същевременно нарушава нормалното протичане на микробиологичните процеси в почвата (Конобеева, 1964). Въпреки това, химикалите, когато са изложени на почвени микроби, могат сами да се трансформират в други съединения, дори по-токсични от първоначалните. В тази връзка трябва да бъдете особено внимателни при избора на средства и методи за дезинфекция на почвата (Красилников, 1965).

2. Еволюция

Въпросът за произхода и еволюционните връзки на Bac. anthracis с други почвени спорообразуващи бацили, включително и вас. cereus остава спорен. Опитите при експериментални условия да се трансформира един вид микроб в друг завършват с неуспех. Няма разновидности на Bac. anthracis не е открит в природата (Ginsburg, 1960),

Повечето изследователи (Colonies et al., 1970) приписват появата на антракс като заболяване на кватернерния период, т.е. на времето на широкото заселване на парнокопитните на Земята. Вирулентните свойства на патогена по това време се формират в условията на универсална чувствителност на животните, липсата на имунен добитък сред тях.

Тревопасните животни (особено преживните), които се хранят с растения, могат да увредят лигавицата на храносмилателния канал. На тези места почвените микроби имаха възможност да проникнат в тялото на гостоприемника (Abdullin, 1976). В резултат на много такива контакти микробът може да развие мутант, способен да образува капсула в тялото. Освен това, селекцията за придобиване на патогенност от капсулния микроб, пребиваващ в тялото, очевидно е насочена към освобождаване на токсични метаболити.

По време на еволюцията жизнеспособното потомство на микробите произвежда мутанти, които имат основното свойство на вида - да причиняват болести и смърт при податливи животни. С последващи инфекции и промени в гостоприемниците, нови свойства (и преди всичко вирулентност), необходими за по-нататъшното размножаване и запазване на микроба, се консолидират в генотипа.

Заключение

Решаването на проблема с елиминирането на антракс до голяма степен зависи от познаването на екологията на патогена, като се вземе предвид влиянието на различни фактори на околната среда върху него, моделите на разпространение на болестта и характеристиките на нейното епизоотично проявление. Трябва да се има предвид, че районът на разпространение на антракс е свързан с почвата и географските зони. Следователно те играят голяма роля ефективни методиидентифициране и отстраняване на почвените огнища на патогена.

Борбата с антракса трябва да се основава на добре обмислен план, който да предвижда идентифициране и елиминиране на всяка постоянно проблемна точка. Всяка година се появяват нови данни за епизоотологията на заболяването, жизнената активност на патогена в тялото и във външната среда. Натрупват се данни за неговата изменчивост. Подобряват се методите за диагностика, профилактика на заболявания и лечение на животни, разработват се нови методи за дезинфекция на почвата.

Библиография

1. Ипатенко Н.Г. Изследване на културните и морфологични характеристики и вирулентни свойства на Vas. anthracis, изолиран от почвата, болни и умрели животни. - М., 1979.

2. Ипатенко Н.Г. Лабораторни методи за изследване на антракс // Ветеринарна медицина, 1983, № 7.

3. Кац Л.Н. Цитологично и цитохимично изследване на капсулата и мембраната на вас. anthracis // Микробиология. - Т. 33, бр. 5, 1964 г.

4. Коган И.Я. По въпроса за епизоотологията на антракса в Западен Сибири превантивни мерки//Тр. Новосибирски селскостопански институт. - Т. 45, 1971 г.

5. Коляков Я.Е., Мелихов А.Д. Експресна диагностика на антраксния микроб във вода // Ветеринарна медицина, 1960. № 3.

6. Коротич Л.С. Погребняк Л.И. Антракс. - Киев: Жътва, 1976.

7. Кузмин Н.А. По въпроса за антигените на черупката. anthracis // Сборник

8. MBA. - Т. 61, 1972 г.

9. Левина Е. Н., Архипова В. Р. Изследване на антраксни бактериофаги // JMEI, 1967, № 7.

10. Преснов И.Н. Изменчивостта на вас. антрацис в природни условия// Ветеринарна медицина, 1966, № 7.

11. Румянцев С. Микроби, еволюция, имунитет // Наука и живот. - 1984, № 8,

12. Антракс. - М.: Колос, 1976.

13. Trzhetetskaya T.A., Kulikovsky A.V. Структурни промени в спорите на вирулентния щам Bac. anthracis след излагане на дезинфектанти // JMEI, 1971, № 8.