3.1. Энтеротоксигенные e.Coli

Бактериальные токсины традиционно подразделяют на две группы - экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины, вырабатываемые E.coli, относят к энтеротоксинам. Они секретируются вереду, окружающую бактерию, или освобождаются при лизисе бактериальной клетки и могут быть термостабильными (ТС) и термолабильными (ТЛ). Изоляты E.coli, синтезирующие энтеротоксины, называют энтеротоксигенными. Они могут продуцировать как оба энтеротоксина, так и один из них. Признак энтеротоксигенности у изолятов E.coli трансмиссивен и передается Ent-плазмидой.

ТЛ - энтеротоксин. Очищенный ТЛ-энтеротоксин E.coli представляет собой глобулярный белок, содержащий углеводы и липиды. Он разрушается после 30 мин. прогревания при 60°С, не диализируется через целлофановые мембраны, инактивируется в среде с рН 4,0-5,0 и под воздействием проназы. Энтеротоксин обладает биологической активностью замедленного типа, вызывает цитотонический эффект с округлением или веретенообразным удлинением чувствительных к нему клеток макроорганизма.

Оптимальный синтез ТЛ-энтеротоксина происходит при выращивании E.coli на питательной среде, в состав которой входит кислотный гидролизат казеина, дрожжевой экстракт, поваренная соль, двузамещенный фосфорнокислый калий, сернокислый магний, хлорид марганца и хлорид железа.

Рецепторами-мишенями для ТЛ-энтеротоксина E.coli на энтероцитах чувствительных к нему животных служат ганглиозиды (GMi), гликопротеины и галактозосодержащие вещества типа агарозы.

ТЛ-энтеротоксин E.coli в кишечнике новорожденных животных не вызывает каких-либо специфических патоморфологических и гистологических изменений. Основной синдром патологии, обусловленный ТЛ-энтеротоксином E.coli, сводится к диарее и нарушению в организме новорожденных водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия. Относительно механизма транспорта ТЛ-энтеротоксина внутрь клетки-мишени данных нет. Однако можно предположить, что он транс­портируется канальным способом.

Сохранность выделенного ТЛ-энтеротоксина E.coli in vitro зависит от степени его чистоты. Так, ТЛ-энтеротоксин, очищенный с помощью изоэлектрического фокусирования и хранившийся при температуре 4°С, не утрачивает активности в течение месяца, а при -20°С - в течение нескольких месяцев. Нативные, неочищенные бесклеточные фильтраты энтеротоксигенных культур E.coli, сохранявшиеся при температуре -4*С, утрачивают свою токсическую активность уже через 5-7 дн.

ТС - энтеротоксин. Очищенный энтеротоксин на 15% состоит из белка. В белковом комплексе больше всего содержится остатков аминокислоты цистеина, которые придают энтеротоксину устойчивость к нагреванию. Нативный ТС-энтеротоксин не обладает антигенными свойствами. Однако после химического связывания его такими белками, как тироглобулин человека, альбумин сыворотки крови крупного рогатого скота или после полимеризации с глютаральдегидом он становится антигенным и вызывает образование антител в организме животных.

ТС-энтеротоксин сохраняет биологическую активность при температуре 65°С в течение 15 мин., при 100°С - 2 мин., при -20'С - 6 мес., не разрушается трипсином, проназой, но инактивируется после 30 мин. прогревания при 100°С, а также в присутствии D-глюкозы, D-глюконата, L-арабинозы и пируватов.

Одни и те же изоляты E.coli могут синтезировать ТС-энтеротоксин типа А (синоним - тип 1) или типа В (синоним - тип 2).

ТС-энтеротоксин типа А растворяется в метаноле, воде и в органических растворителях, за исключением хлороформа. Энтеротоксин этого типа чувствителен к высокому значению рН, кислороду, устойчив к нагреванию, детергентам и протеазам.

В биологическом отношении ТС-энтеротоксин типа А очень активен. Минимальная летальная доза его для инфантильных мышей 2-4-дн. возраста колеблется от 2 до 5 мкг/гол. Биологическое действие его - быстрое. Он сдерживает абсорбцию ионов натрия и хлора, стимулирует секрецию ионов хлора, повышает концентрацию циклического гуанилатмонофосфата (цГМФ) в клетках кишечника, но не изменяет устойчивости последних и не влияет на количество в них аденизинмонофосфата. Рецепторная зона для ТС-энтеротоксина типа А состоит из протеина. Синтез этого энтеротоксина у изолятов E.coli сдерживается при нахождении их в среде; где присутствует глюкоза.

ТС-энтеротоксин типа В не растворяется в метаноле, вызывает синдром острого желудочно-кишечного расстройства у поросят, особенно в возрасте 4-9 нед. и в период их отъема от матерей, а также у кроликов. К нему чувствительны инфантильные мыши и крысы. Энтеротоксин этого типа не стимулирует синтез цГМФ.

Антигены адгезии. Взаимодействие бактерий-возбудителей или их токсинов основано на принципе биологического узнавания и осуществляется посредством макромолекул, расположенных на их поверхности. В изолятах E.coli функцию распознавания чувствительных к ним клеток макроорганизма и прикрепление к ним выполняют специальные белко­вые образования, названные антигенами адгезии. Они представляют собой выросты нитевидной формы, радиально отходящие от поверхности бактериальных клеток и как бы окаймляющие их бахромкой. С помощью антигенов адгезии бактерии прикрепляются к клеткам млекопитающих, осуществляя таким образом начальный этап инфекционного процесса.

В настоящее время на основе реакции адгезивной гемагглютинации с участием или отсутствием в ней полисахарида D-маннозы выделяют две разновидности адгезивных антигенов E.coli. Агтлютинационная способность одних адгезивных антигенов подавляется D-маннозой. Они получили название маннозочувствительных фимбрий или фимбрий 2-го типа (синонимы - общие фимбрии, неспецифические антигены адгезии).

Наряду с маннозочувствительными у энтеротоксигенных E.coli обнаружены адгезивные антигены, реакция иммуноадгезивной гемагглютинации с которыми не тормозится D-маннозой. Они названы маннозоустойчивыми фимбриями (синоним - специфические антигены адгезии).

Маннозочувствительные и маннозоустойчивые фимбрии у E.coli различаются также по устойчивости к нагреванию, воздействию О,5%-ного раствора формальдегида и другим свойствам.

Неспецифические антигены адгезии. В настоящее время среди этих антигенов различают три варианта: IA, 1В и 1С. Их значение в отдельности в патологии животных окончательно не расшифровано. Гены, кодирующие у E.coli синтез этих антигенов, находятся в хромосоме. Они имеются у большинства сапрофитных, энтеротоксигенных и энтеропатогенных изолятов E.coli.

Оптимальные условия для продукции клетками E.coli неспецифических антигенов адгезии - выращивание бактерий на мясопептонном бульоне при температуре 37°С в течение 48-72 ч в статическом состоянии при свободном доступе воздуха. Адгезивно-гемагглютинационные свойства E.coli с неспецифическими антигенами адгезии не снизаны с каким-либо определенным сероваром E.coli. Ими могут быть изоляты E.coli почти с любым известным О-антигеном. Рецептор, к которому прикрепляются изоляты E.coli с этими антигенами адгезии, представляет собой богатый маннозой гликопротеин.

Неспецифические антигены адгезии обладают хорошо выраженными иммуногемными свойствами.

Специфические антигены адгезии. Они встречаются преимущественно у энтеротоксигенных E.coli и могут присутствовать у них вместе с неспецифическими антигенами адгезии, такие возбудители обладают наибольшей инфекционностью.

У энтеротоксигенных изолятов E.coli - возбудителей колибактериоза у животных - известны следующие специфические антигены адгезии: К99, К88, 987Р, F41, Alt25, F926, F210 и др. Рецепторами для энтеротоксигенных E.coli с антигенами адгезии К88 и К99 служат гликолипиды и гликопротеины, для E.coli с 987Р - гликопротеин.

У энтеротоксигенных E.coli отмечена некоторая связь между их специфическими адгезинами и соматическими О-антигенами. Так, при кишечной форме колибактериоза телят и ягнят энтеротоксигенные E.coli с К99 чаще относятся к 0-групп 101 (77% случаев), реже - к 08, 09,020 и 064; с адгезином F41 - к 08, 09,07, 014, 049 и 0101. Установлена также некоторая связь между специфическими антигенами адгезии E.coli и продукцией энтеротоксинов, наличием адгезинов К88 и К99 и способностью синтезировать колицин. Так, изоляты E.coli с К88 и К99 в 99% случаев продуцируют колицин, в то время как среди бактериальных клеток с отсутствием этих антигенов адгезии колициногенные культуры встречаются только у 23%.

Для продукции клетками E.coli антигенов адгезии пригодны твердые питательные среды: агаровая полусинтетическая среда Минка и ее раз­личные модификации, чистый мясо-пептонный агар и он же с добавлением 5% крови крупного рогатого скота, бульон Хоттингера и др. На этих питательных средах изоляты E.coli рекомендуется выращивать в течение 18-24 ч. Аэрация повышает у E.coli синтез антигенов адгезии.