- •Поволжское региональное отделение Академии ветеринарных наук
- •Введение
- •Характеристика morganella morganii
- •Родовые отличия бактерий семейства Enterobacteriaceae
- •Morganella morganii как возбудитель инфекционной диареи молодняка сельскохозяйственных животных
- •Лабораторная диагностика
- •Профилактика и лечение
- •Литература
Родовые отличия бактерий семейства Enterobacteriaceae
Тесты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глюкоза |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+(к) |
+ |
+(к) |
Лактоза |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Сахароза |
+ - |
+ - |
+
|
+ |
- |
+ - |
- |
+ - |
+ - |
+ - |
+ - |
Маннит |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ - |
+ |
+ |
+ |
+ |
Дульцит |
+ - |
+ - |
- |
+ - |
+ - |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Мальтоза |
+ - |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ - |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
Сорбит |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
- |
+ - |
+ - |
- |
Реакция с метилротом |
+ |
+ |
- |
+ - |
+
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Реакция Фогес-Проскауэра |
- |
- |
+ |
+ - |
- |
+ - |
- |
- |
+ - |
- |
+ |
Среда Симонса |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ - |
- |
- |
- |
+ |
+ |
Индол |
+ |
+ - |
- |
+ - |
- |
+ - |
+ |
+ |
+ - |
+ |
- |
Сероводород |
- |
+ - |
- |
- |
+ |
+ - |
- |
+ - |
- |
- |
- |
Мочевина |
- |
+ - |
+ - |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
Желатин |
- |
- |
+ - |
- |
- |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
Фенилаланин |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
- |
Лизин |
+ |
- |
+ - |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
- |
- |
+ |
Орнитин |
+ - |
+ - |
+ |
- |
+ |
+ - |
+ |
+ |
+ - |
- |
+ |
Обозначения: “+” – ферментация сахара с образованием кислоты и газа, рост на среде Симонса, образование индола, расщепление мочевиды и т.д.
“-“ – отрицательный результат.
“+”- различные показатели
-
(к) – ферментация сахара с образованием только кислоты
О-антиген представляет собой термостабильный полисахаридо-липидопротеиновый комплекс, не разрушающийся при температуре 100 °С в течение 2,5 ч и выдерживающий автоклавирование при 1 атм (121 С) в течение 1 ч. Особенности химического строения О-антигена определяют серогрупповую специфичность бактерий. В классификационной антигенной схеме Рауса-Вороса к 1980 году насчитывалось 47 серологических групп морганелл. Однако этот перечень не охватывает всего многообразия серогрупп данных бактерий, существующих в природе. В частности, Л.С. Кавруком и С.В. Бритовой (1987) были выявлены две новые эпизоотические серогруппы морганелл, циркулирующие на животноводческих фермах и обладающие патогенностью для поросят и телят, которые по антигенному строению отличались от известных 47 серогрупп названных бактерий.
Н-антиген имеет белковую природу, термолабильный, высокая температура (100 С) приводит к быстрому его разрушению и утрате агглютинабельной способности. При кипячении культуры в течение 2,5 ч происходит потеря её Н-агглютиногенных свойств. У морганелл установлено свыше 30 типов Н-антигена. Следует отметить, что один и тот же тип Н-антигена может содержаться у разных серогрупп морганелл. Неподвижные штаммы данный антиген не имеют.
Поверхностный К-антиген является термолабильным и по химическому составу сходен с В-антигеном E. coli, однако в отличие от последнего он не препятствует О-агглютинации живой культуры со специфической О-сывороткой. Культуры, содержащие К-антиген агглютинируют с О-сыворотками в одинаковых титрах как с живыми, так и с убитыми бактериями. Совокупность всех типов аятигенов, имеющихся у того или другого штамма морганелл, определяет его серологический вариант (серовар),обозначаемого формулой аналогично той, которая принята для характеристики эшерихий. В частности, после номера О-антигена морганелл (согласно классификационной схемы Рауса-Вороса) указываются номера К-антигена (при его наличии) и Н-антигена; типы антигенов, обозначаемые арабскими цифрами, разделяются двоеточием. Например, О40:К4:Н2.
Серологическую идентификацию культур морганелл проводят в реакции агглютинации с помощью специфических агглютинирующих О-, Н- и К-сывороток приготовленных путем гипериммунизации кроликов соответствующими антигенами. Для серогрупповой типизации бактерий (по О-антигену) используют живые или убитые культуры, тогда как для типирования Н и К-антигенов только живые культуры.
Исследованиями ряда авторов (K. Rauss, S. Voros, 1967; K. Rauss 1968;. J. Penner, J.L. Hennessy, 1979; Л.С. Каврук, С.В. Бритова, 1987; М.А. Прошутинская, 1992) установлены антигенные связи между разными серогруппами морганелл, а также с бактериями других родов и видов семейства Enterobacteriaceae. При этом данная связь может быть односторонней или двусторонней. В последнем случае отмечается перекрестная РА в тех или иных титрах гомологичной и гетерологичной сывороток, что свидетельствует о наличии родственных (идентичных) антигенов у штаммов разных серогрупп морганелл или других родов и видов кишечных бактерий. На основании указанного при серологической идентификации выделенных штаммов морганелл решающим фактором является титр сыворотки, в котором агглютинирует гомологичный и гетерологичный антигены. Принадлежность штамма к той или другой серогруппе бактерий устанавливают по показателю наиболее высокого титра специфической агглютинирующей сыворотки, в котором наблюдается положительная реакция.
Факторы патогенности. Патогенность морганелл обусловлена комплексом факторов, степень выраженности которых определяет вирулентность определенного штамма. Подобно другим видам патогенных энтеробактерий морганеллы образуют эндо- и экзотоксины. Некоторые исследователи (Y. Ciznar, 1983; G. Bartcova, V. Majtan, 1984) связывают патогенные свойства морганелл с действием эвдотоксина, который, по их мнению, может быть как в связанном с микробной клеткой состоянии, так и в свободном виде, поступая в окружающую среду до наступления лизиса клеток. Эндотоксин оказывает действие на центральную нервную систему и толстый отдел кишечника и не обладает специфическим свойством, так как аналогичное действие проявляет эндотоксин и других видов энтеробактерий. Помимо эндотоксина морганеллы могут образовывать термолабильный экзотоксин, в частности, энтеротоксин (С.Т. Мнацаканов, 1983), свойства которого изучены недостаточно.
Зяектронно-микроскопическими исследованиями установлено у некоторых штаммов морганелл наличие фимбрий, располагающихся вокруг микробной клетки, благодаря которым бактерии проявляют адгезивные свойства и колонизируются на эпителии слизистой кишечника (L. Lautrop, 1974; D.C. Old, R.A. Adegbola, 1982). Адгезия бактерий приводит к разрушению клеток ворсинок слизистой оболочки кишечника и возникновению воспалительного процесса.
Преобладающее большинство патогенных штаммов морганелл продуцирует гемолизины, вызывающие лизис эритроцитов разных видов животных и человека (Л.С.Каврук, 1986, 1994; И.М. Габрилович, В.Б. Базиев, 1989; С.Н. Золотухин, 1994, 1996; L. Emody, 1982 и др.).
Наряду с указанными факторами морганеллы вырабатывают патогенные ферменты - декарбоксилазы, эа счет которых происходит распад аминокислот .входящих в состав белка, или промежуточных продуктов азотистого обмена, в частности, орнитина, глютаминовой кислоты. Декарбоксилирование аминокислот сопровождается образованием биогенных аминов (гистамина, гриптамина, агмитина, тирамина и др.), обладающих токсическим действием и способных всасываться из кишечника в кровь (Ю.В. Галаев, 1968).
Патогенность для лабораторных и сельскохозяйственных животных.
Морганеллы патогенны для белых мышей и крыс “хомяков “морских свинок, кроликов, котят, о чем свидетельствуют сообщения многих исследователей. Парантеральное введение бульонных культур или суспензий, приготовленных с агаровых культур, в небольших дозах вызывает гибель указанных видов животных от септицемии через 12-48 ч, реже на третьи сутки после заражения. Вирулентность у разных штаммов бактерий может сильно варьировать. Так, по данным Л.С.Каврука (1986), LD50 у штаммов морганелл, выделенных от больных и павших от диареи телят и поросят, находилась в пределах 23-705 млн. микробных клеток; отдельные штаммы вызывали гибель мышей спустя 1,5-2 ч при внутрибрюшинном заражении в дозе 15 млн. микробных клеток. Наиболее характерными симптомами у зараженных животных являются паралич задних, а затем и передних конечностей, судороги, учащенное дыхание; иногда возникает понос с наличием примеси крови в фекалиях. При вскрытии трупов погибших животных отмечается (наиболее ярко у морских свинок, кроликов) воспаление толстого, реже тонкого отделов кишечника нередко с множественными точечными и полосчатыми кровоизлияниями на слизистой оболочке, переполнение желчного пузыря, набухание или увеличение селезенки. В случае быстрой гибели животных (в первые сутки после заражения) перечисленные патологоанатомические изменения могут не наблюдаться. Наличие у них септицемии подтверждается результатами бактериологического исследования паренхиматозных органов и крови, из которых удается выделять культуры морганелл, использованные для заражения животных.
Относительно патогенности морганелл для сельскохозяйственных животных имеются достаточно убедительные данные в отношении телят и поросят, хотя можно допустить, что и для других видов животных они также могут быть патогенны. Так, например, R. Lwel (1929) сообщает, что ему приходилось выделять из внутренних органов погибших птиц патогенные культуры морганелл. Л.С. Каврук (1986) в опытах экспериментального заражения новорожденных телят и поросят тремя полевыми штаммами морганелл (серогрупп О1 и О29) установил возможность воспроизведения у них тяжело протекающей диареи с летальным исходом после скармливания суспензий бактерий соответственно в дозах 20 и 5 млрд. микробных клеток за 30-40 мин до приема молозива. При бактериологическом исследовании фекалий больных телят и поросят, а также внутренних органов и тканей погибших от диареи животных приходилось выделять культуры морганелл тех же серогрупп “которые использовались для заражение. В тех случаях, когда заражение новорожденных телят и поросят проводилось после 2-3-х кратного получения ими молозива, возникала легко протекающая и быстро проходящая диарея лишь у некоторых животных.
Аналогичные данные были получены С.Н. Золотухиным (1993,1994), которому при экспериментальном заражении новорожденных поросят полевым штаммом морганелл серогруппы О24 удавалось вызвать диарею с летальным исходом после перорального введения суспензии бактерий в дозе 10 млрд. микробных клеток до приема молозива. При заражении поросят, ранее получавших молозиво, в первые сутки их жизни в дозе 5 млрд. микробных клеток заболевали не все поросята. Наряду с указанным в своих опытах он отмечал, что незараженные поросята, содержавшиеся под свиноматками совместно с зараженными больными животными, также тяжело заболевали диареей спустя 1-4 суток и часть их погибала. У погибших поросят из кишечника, паренхиматозных органов и крови автор выделял идентичные культуры морганелл серогруппы О24.
Выживаемость и устойчивость к физико-химическим факторам.
Вопросы, касающиеся продолжительности выживания морганелл в разных объектах внешней среды, а также их устойчивости к различным физико-химическим факторам, более глубоко были изучены С.В. Бритовой (1985), которая установила, что наиболее короткий срок выживания (7-10 суток) эти бактерии имели в сточных водах при разных температурных условиях - 4,18-22 и 30 С. Наибольшая продолжительность выживания отмечалась у них в увлажненном навозе (75 суток) и увлажненной почве (до 60 суток) при 4 С. В сухом навозе и сухой почве морганеллы выживали 30-38 суток при 4 и 18-22 С, а при температуре 30 С - 24 суток. На поверхностях керамических, деревянных и металлических тест-объектах с тонким защитным органическим слоем бактерии сохраняли жизнеспособность 28-35 суток при 4 °С, 20-23 суток при 18-22 °С и 10-18 суток при температуре 30 °С. Использованные в этих опытах 3 штамма морганелл не изменяли свои морфологические, культурально-биохимические, антигенные и патогенные свойства в течение всего срока выживания в тех или иных субстратах и на разных тест-объектах. Исследованиями С.В.Бритовой установлено также, что названные бактерии обладают весьма низкой, устойчивостью к высоким температурам. В частности, температура 60 С вызывает их моментальную гибель, а при температурах 58,57,56 С продолжительность их жизнеспособности равна соответственно 10 сек, 1 и 2 мин.
Одновременное изучение устойчивости морганелл и эшерихий к разным дезинфицирующим веществам показало, что по сравнению с последними, морганеллы более чувствительны к едкому натру, гипохлориту кальция, формальдегиду, глутаровому альдегиду и дезанолу. Перечисленные дезсредства вызывают гибель морганелл в более короткие сроки, а некоторые из них и в меньшей концентрации.
Разные штаммы морганелл проявляют неодинаковую чувствительность к антибиотикам, что, по всей вероятности, зависит от приобретенной резистентности к тем препаратам, которые продолжительное время используют в хозяйствах, где циркулируют эти бактерии. Однако подобно другим видам энтеробактерий морганеллы проявляют устойчивость или слабую чувствительность к антибиотикам пенициллиновой группы и эритромицину, о чем имеются сообщения ряда исследователей. Так, по данным С .Н. Золотухина (1994), при изучении чувствительности 19 полевых штаммов морганелл к 14 антибиотикам выраженной активностью обладали левомицетин и гентамицин только в отношении четырех и трех штаммов соответственно. Другие штаммы были устойчивы или умеренно устойчивы к пенициллину, тетрациклину, оксацилину, полимиксину, стрептомицину, эритромицину, линкомицину, ристомицину и пр.
С.В. Бритова (1997) при определении антибиотикочувствительности 82 полевых культур морганелл к 9 антибиотикам – бензилпенициллину, тетрациклину, неомицину, мономицину, левомицетину, полимиксину, канамицину, эритромицину, олеандомицину, установила, что 70-79% культур проявляли чувствительность к левомицитину, неомицину, мономицину, канамицину; слабую чувствительность к тетрациклину, олеандомицину, эритромицину и устойчивость к бензилпенициллину и полимиксину. 7 культур, выделенных из внутренних органов и тканей телят и поросят, погибших от диареи, обладали устойчивостью ко всем 9 антибиотикам.
Бактериоцины и бактериофаги морганелл. Известно, что определенные штаммы многих видов грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов образуют антибиотические вещества, способные задерживать рост других штаммов тех же видов микробов. Эти вещества, получившие название бактериоцины, имеют белковую природу, термостабильны, проходят через целлофан и разрушаются трипсином. Способность микробов продуцировать бактериоцины определяется наличием в их клетках специфических детерминантов - бактериоциногенных факторов, которые представляют собой своеобразные генетические элементы, называемые эписомами (F. Jacob, E.L. Wollman, 1958). Данные эписомы не являются обязательными элементами для нормальной жизнедеятельности микробной клетки. С другой стороны, феномен бактериоциногении характеризуется тем, что синтез бактериоцина приводит к гибели продуцирующих его клеток. Однако в микробной популяции только отдельные клетки продуцируют в определенное время бактериоцины, остальные клетки популяции являются иммунными к действию бактериоцина. и сохраняют способность к его продукции в течение бесконечного ряда поколений (F. Jacob и др., 1952; G. Ivanovics, L. Alfoldi, 1955; H. Ozeki и др., 1959).
Следует иметь в виду, что бактериоцины обладают специфичностью и действуют только на филогенетически родственные микроорганизмы, т.е. на клетки того же вида бактерий. Специфичность бактериоцинов обусловлена наличием на поверхности чувствительных бактерий особых рецепторов c помощью которых происходит адсорбция соответствующих бактериоцинов. Штаммы бактерий, утратившие по каким-либо причинам способность образования указанных рецепторов, становятся устойчивыми к воздействию определенного типа бактериоцина.
Многие штаммы морганелл также обладают свойством образования бак-териоцинов. Последние в соответствии с родовым наименованием этих бактерий были названы морганоцинами. На способность морганелл продуцировать морганоцины указывают J.N. Coetzee (1967), B.W. Senior (1987) и др. J.N. Coetzee при изучении 94 штаммов морганелл отмечал образование морганоцинов у 12 штаммов при культивировании их на среде Mac Konkey. Морганоцины отличались по активности и спектру действия на разные штаммы морганелл. B.W. Senior провел изучение 160 штаммов морганелл, выделенных от людей больных диареей и другими заболеваниями “используя более совершенную методику обнаружения морганоцинов при выращивании бактерий на Lab-lemco агаре. Автор установил, что 132 (82,5%) штамма продуцировали морганоцины, которые относились к 50 разным типам. Из общего числа изученных штаммов 156 (97,5%) были чувствительны к тем или иным типам морганоцинов. Причем .некоторые штаммы обладали чувствительностью к одному или нескольким типам морганоцинов “другие - к десяткам типов морганоцинов. К числу чувствительных штаммов морганелл относились и те, которые не продуцировали морганоцины.
Из представленных данных видно, что процесс бактериоциногении может оказывать различное влияние на формирование микробиоценоза кишечника животных. Если непатогенные штаммы морганелл образуют морганоцины, то это способствует защите организма от размножения патогенных штаммов названных бактерий. Наоборот, образование морганоцинов патогенными штаммами морганелл приводит к угнетению роста и гибели клеток непатогенных штаммов бактерий, что обусловливает заселение кишечника патогенными штаммами морганелл и возникновение болезни. В последнем случае образуемые морганоцины можно рассматривать как фактор патогенности бактерий.
О существовании в природе морганеллезных фагов долгое время в литературе отсутствовали сведения и лишь в последние десятилетия работами ряда исследователей ( W.H. Ewing, P.R. Edwars,1962; J.T. Vien, 1963; W.C. Schmidt, C.D. Jefferis, 1974; С.Н. Золотухин, 1990, 1994) было установлено их наличие. Морганеллезные фаги обладают специфичностью действия, вызывая лизис клеток соответствующего вида бактерий, в которых они репродуцируются. При этом спектр их действия на разные серогруппы и штаммы морганелл неодинаков. Так, например W.C. Schmidt, C.D. Jefferis на основе различий литической активности у 7 выделенных морганеллезных фагов по отношению к 26 штаммам морганелл выявили 14 фагочувствительных групп данных бактерий.
С.Н. Золотухин, изучая литическую активность 6 штаммов морганеллезных фагов< выделенных из сточных вод свинарников-маточников, фекалий больных и содержимого кишечника погибших от диареи поросят-сосунов, также отмечал у них различный спектр литического действия при испытании на большой коллекции музейных и полевых штаммов морганелл. Селекционированные им 5 клонов морганеллезных фагов обладали строгой специфичностью и не лизировали бактерий других родов и видов семейства Enterobacteriaceae и рода Pseudomonas. Один клон фагов обладал наиболее широким спектром действия и по степени активности, латентному периоду внутриклеточного размножения, "урожайности", скорости адсорбции фаговых корпускул на бактериальной клетке превосходил другие клоны и штаммы этих фагов.