Риккетсии, хламидии, микоплазмы

РИККЕТСИИ

Семейство Rickettsiaceae объединяет группу грамотрицательных бактерий, облигатных внутриклеточных паразитов, поражающих человека, теплокровных животных, птиц и членистоногих.

Риккетсии сначала были классифицированы как особая группа микроорганизмов, занимающих промежуточное положение между бактериями и вирусами и обладающих свойствами, характерными для обоих типов возбудителей. Они имеют очень небольшие размеры (около 0,5 мкм), почти такие же, как и наиболее крупные вирусы (около 0,3 мкм), а их репродукция, за исключением одного вида, происходит только в живых клетках, т.е., как и вирусы, риккетсии являются облигатными внутриклеточными паразитами, рост и размножение которых происходят в клетках подходящего хозяина. Лишь один вид риккетсий Rochalimaea quintana, вызывающий окопную лихорадку, может расти вне клеток в кишечнике вши, а также в бесклеточной питательной среде. Более поздние исследования позволили установить, что риккетсии являются истинными бактериями.

К общим свойствам риккетсий относится их плеоморфизм: они могут быть кокковидными (до 0,1 мкм в диаметре), короткими палочковидными (1 — 1,5 мкм), длинными палочковидными (3—4 мкм) и нитевидными (10 мкм и более). Они неподвижны, грамотрицательные, спор не образуют. Риккетсий и бактерии имеют сходное строение клетки: поверхностную структуру в виде белковой оболочки, протоплазму и ядерную субстанцию в виде хроматиновых зернышек.

Экология и эпидемиология заболеваний человека и животных обусловлены широким кругом переносчиков (клещи, вши человека и белок, блохи крыс и кошек и др.). Болезни, вызываемые риккетсиями, называют риккетсиозами. Основоположниками учения о риккетсиях и риккетсиозах являются американский врач Г. Т. Риккетс, чешский врач-микробиолог С. Провачек и бразильский исследователь Роха Лима. С. Провачек погиб от сыпного тифа, а Г.Т. Риккетс — от пятнистой лихорадки скалистых гор при изучении возбудителей этих болезней. В честь этих ученых Роха Лима предложил назвать возбудителей всего семейства риккетсиями, возбудителя пятнистой лихорадки Скалистых гор — Rickettsia rickettsa, а возбудителя сыпного тифа — Rickettsia prowazekii.

Таксономия риккетсии.

Основывается на сравнении фенотипических, в том числе антигенных характеристик, клинико-эпидемиологических особенностях болезней, а также молекулярно-генетических данных, присущих отдельным представителям риккетсий.

До недавнего времени семейство риккетсии включало роды Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Coxiella.

По современной классификации (Е. П. Лукин, А. А. Воробьев, А. С. Быков, 2001), семейство Rickettsiaceae относится к классу Alphaproteobacteria (альфа-1 протеобактерии) и включает три рода: Rickettsia, Orientia, и Ehrlichia. Род Coxiella исключен из семейства Rickettsiaceae и отнесен к гамма-протеобактериям (близкое родство к легионеллам).

К альфа-2 протеобактериям отнесено семейство Bartonellaceae— возбудители бартонеллеза, являющиеся также внутриклеточными паразитами.

К настоящему времени известно 10 патогенных для человека риккетсий,

3 вида эрлихий, 5 видов бартонелл и 1 вид коксиелл (всего 19 видов). Заболевания, вызываемые группой родственных бактерий, соответственно называют «риккетсиозами», «эрлихиозами», «бартонеллезами», «коксиеллезами».

Сохранилось клинико-эпидемиологическое деление риккетсий по связи с переносчиком. Выделена группа болезней, передающихся вшами и блохами (сыпной и крысиный тиф), клещами (группа клещевых лихорадок, эрлихиозы, ориенции).

В инфекционной патологии основное значение имеют риккетсии группы сыпного тифа:

• R.prowazekii - возбудитель сыпного тифа

• R.typhi - возбудитель крысиного сыпного тифа

и группы клещевых пятнистых лихорадок (КПЛ)

• R.rickettsii - возбудитель пятнистой лихорадки Скалистых гор (в Америке),

• R.conorii - возбудитель марсельской лихорадки (преимущественно в Средиземноморском регионе, а также в бассейнах Черного и Каспийского морей),

• R.sibirica - возбудитель клещевого риккетсиоза или клещевого сыпного тифа (Северная и Центральная Азия, включая регионы юга Сибири и Дальнего Востока),

• R.akari - возбудитель осповидного (везикулезного) риккетсиоза,

• R.australis - возбудитель австралийского риккетсиоза,

• R.japonica - возбудитель японской клещевой пятнистой лихорадки.

Из представителей других родов в патологии человека имеют значение

• Coxiella burnetii - возбудитель лихорадки Ку,

• Orientia tsutsugamushi - возбудитель лихорадки цуцугамуши,

• недавно открытые возбудители гранулоцитарного эрлихиоза (агент HGE из рода Ehrlichia) и

• моноцитарного эрлихиоза (Anaplasma chaffeensis),

• различные виды бартонелл, вызывающих широкий круг клинической патологии (от окопной лихорадки до болезни кошачьих царапин).

Морфологические и тинкториальные свойства.

Риккетсий представляют собой мелкие короткие палочки размером

0,2-0,5 x 0,8-2 мкм, могут иметь кокковидную или нитевидную (до 40 мкм) форму. Размножаются бинарным делением. Грамотрицательные. Для риккетсий характерны мощный слизистый и микрокапсулярный слой. У всех морфологических форм риккетсий выражены трехслойная клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, внутриплазматические включения и вакуоли. Поверхностный слой клеточной стенки имеет дискретную глобулярную структуру, представленную протеинами с молекулярной массой от 17 до 190 кДа. У ориенции цуцугамуши отсутствуют некоторые составные компоненты пептидогликана и ЛПС (мурамовая кислота, глюкозамин и окисленные жирные кислоты).

Риккетсий неподвижны, имеют фимбрии и пили. Последним приписывают функции конъюгационного канала, участвующего в передаче генетической информации.

Риккетсии не окрашиваются обычными бактериальными красителями, но окрашиваются по Романовскому—Гимзе и по Здродовскому При окраске по Романовскому—Гимзе корпускулы риккетсий имеют голубовато-пурпурный цвет и расположены в протоплазме клеток.

При окраске по Здродовскому ярко-красные корпускулы расположены на голубом фоне, а при окраске по Гименесу — на зеленом фоне. Все риккетсий могут быть выявлены методом серебрения.

Культуральные и биохимические свойства.

Риккетсий не растут на искусственных бактериальных средах. Для их культивирования используют развивающиеся куриные эмбрионы, культуры клеток, членистоногих переносчиков или чувствительных животных.

Риккетсий группы сыпного тифа так же, как и коксиеллы, хорошо растут в 7-суточных РКЭ (развивающийся куриный эмбрион) при 36,5 °С, а возбудители клещевых риккетсиозов и ориенции — в 4—5-суточных РКЭ и 32—34 °С при заражении РКЭ в желточный мешок.

Для культивирования риккетсий в культурах клеток используют культуры фибробластов белых мышей, почек сирийских хомячков, макрофагов крови собак , почек зеленых мартышек, а также клеток эндотелия пупочной вены человека и животных.

Культивирование возбудителей риккетсиозов в организме членистоногих (платяные вши человека, блохи крыс, иксодовые клещи) сохранило значение для исследовательских целей.

К риккетсиям чувствительны многие виды лабораторных животных: белые мыши, крысы, морские свинки, кролики, собаки, некоторые виды обезьян. Поэтому их широко используют в риккетсиологии для исследовательских и практических целей (например, накопление риккетсий Провачека в легких белых мышей при интраназальном инфицировании; культивирование риккетсий во вшах при заражении последних в процессе питания на инфицированных кроликах или на искусственных мембранах, под которыми находится суспензия риккетсий).

В процессе культивирования риккетсии свои энергетические потребности удовлетворяют в основном за счет глютамата, что обеспечивает синтез АТФ, играющего ключевую роль в цикле Кребса. Дополнительно в энергетическом балансе используются глютамин, смесь альфа-кетоглютаровой и аспарагино-вой и других органических кислот.

Риккетсий Провачека и Риккетса обладают собственной фосфолипазой А2, играющей ключевую роль в процессе инфицирования клеток. Предполагается, что риккетсии получают из инфицированной клетки достаточный баланс метаболических посредников и определенное количество энергии. В отличие от хламидий, также облигатных внутриклеточных паразитов, они независимы от энергетического обмена клетки-мишени или от ее макромолекулярного синтеза, подобно вирусам.

Риккетсии после проникновения в клетку размножаются в ее протоплазме или ядре, накапливаясь в течение нескольких суток до 10⁸—10⁹ инфицирующих доз, в результате чего клетка гибнет, а высвободившиеся микробы поражают здоровые клетки.