Стафілококи

Стафілококи — сферичні грампозитивні нерухливі бактерії, які відносяться до роду Staphylococcus родини Місrососсасеае.

Стафілококи відкриті Пастером та А.Огетоном в 1880 році незалежно один від одного. Детальніше їх вивчив та описав Ф. Розенбах в 1884 році.

У 1976 році Міжнародним комітетом з таксономії стафілококів офіційно за­тверджено три види: S. aureus, S. epidermidis та S. saprophyticus.

Стафілококи мають важливе значення у інфекційній патології. У людей та тварин вони викликають фурункули, абсцеси, флегмони, остеомієліти, мастити, ендометрити, бронхіти, пневмонії, менінгіти, септицемію, ентероколіти, а також харчові токсикози.

Морфологія. Стафілококи мають кулясту форму діаметром 0,8—1,0 мкм, розміщуються різними за розміром скупченнями типу виноградного грона. В мазках із патологічного матеріалу розташовані по одинці, парами, корот­кими ланцюжками та невеликими скупченнями. Нерухливі, спор та кап­сул не утворюють. Добре фарбуються аніліновими фарбами, грампозитивні (рис. 8.1). У старих культурах окремі

клітини фарбуються грамнегативно.

Культуральні властивості. Факультативні анаероби добре ростуть на про­стих середовищах у звичайних умовах. Додавання до поживних середовищ глюкози або крові прискорює ріст стафілококів. Характерна ознака більшості штамів — здатність рости за наявності 15% хлориду натрію або 40% жовчі. На МПА утворюють круглі випуклі колонії з рівними краями діаметром 2-5 мм. Утворюють пігмент. Найбільш інтенсивно пігменти синтезуються під час культивування стафілококів на агарі з 10% збираного молока (37° С) і на кар­топлі при температурі 20-25° С, в аеробних умовах на світлі. S. aureus синтезує золотистий або помаранчевий пігмент, проте зустрічаються і безпігментні штами, S. epidermidis, як правило, синтезує білий або жовтий пігмент, у біль­шості штамів S. saprophyticus пігмент відсутній. Пігменти стафілококів із групи каротиноїдів не розчинні у воді, тому рідкі середовища залишаються без­барвними.

На МПБ стафілококи обумовлюють інтенсивне помутніння та утворення значної кількості осаду, який здатний перетворюватись у тягучу ослизлу масу. При інтенсивній аерації на поверхні бульйону утворюється плівка, а середовище залишається прозорим. На кров'яному МПА патогенні штами обумовлюють на­вколо колоній значну зону гемолізу. На МПЖ, по ходу уколу через 24-36 годин утворюють характерний стержень. На 4-5 добу інкубації спостерігається розрід­ження у вигляді лійки.

Біохімічні властивості. Стафілококи ферментують з утворенням кислоти без газу: глюкозу, мальтозу, фруктозу, сахарозу, ксилозу, гліцерин, маніт і не розще­плюють дульцит, саліцин, інулін, крохмаль, звертають молоко, пептонізують ка­зеїн, розріджують желатин, утворюють сірководень, індол не продукують, відновлюють нітрати у нітрити; продукують каталазу, фосфатазу, уреазу; пато­генні штами — аргиназу.

Токсиноутворення. Патогенні стафілококи синтезують високоактивні екзо­токсини та ферменти. Серед екзотоксинів розрізняють чотири типи гематокси-нів (стафілолізинів), лейкоцидин і ентеротоксини. До гематоксинів відносяться альфа-, бета-, гамма- і дельта- гемолізини.

Альфа-гемолізин викликає лізис еритроцитів овець, свиней, собак, володіє летальним та дермонекротичними властивостями, руйнує лейкоцити, лізує тромбоцити.

Бета-гемолізин лізує еритроцити людини, овець, великої рогатої худоби, є летальним для кролів.

Гамма-гемолізин виявляють у штамів стафілококів, виділених від людини. Його біологічна активність низька.

Дельта-гемолізин обумовлює лізис еритроцитів людини, коней, овець, кро­лів, руйнує лейкоцити.

Усі стафілококові гемолізини — мембранотоксини: вони здатні лізувати мем­брани клітин еукаріотів.

Лейкоцидин негемолітичний екзотоксин, викликає дегрануляцію і руйнує лейкоцити.

Ентеротоксини — термостабільні поліпептиди, утворюються при розмно­женні ентеротоксигенних стафілококів у поживних середовищах, харчових про­дуктах (молоко, сир та ін.), кишечнику. Стійкі до дії шлункових ферментів. Ентеротоксини викликають харчові токсикози переважно у людини. До них чут­ливі також тварини (коти, собаки).

До факторів патогенності стафілококів відносять також ферменти (коагулазу, гіалуронідазу, фібринолізин, ДНК-азу, лецитиназу та ін.). Коагулаза — бактері­альна протеаза, яка коагулює плазму крові, пригнічує фагоцитоз. Наявність коа-гулази є важливим і постійним критерієм (ознакою) патогенності стафілококів. Гіалуронідаза — розщеплює гіалуронову кислоту і цим сприяє поширенню мік­робів у тканинах. Фібринолізин — здатний розчиняти згусток фібрину після коа­гуляції плазми.

Антигенна структура. У стафілококів вивчені антигени клітинної стінки: пеп-тидоглікан, тейхоєві кислоти та білок А. Пептидоглікан — загальний видовий для стафілококів антиген. Тейхоєві кислоти — видоспецифічні полісахаридні ан­тигени. S. aureus містить рибитолтейхоєву кислоту (полісахарид A), S. epicler-midis — гліцеринтейхоєву кислоту (полісахарид В.). Протеїн А виявлений у золотистого стафілокока. Це низькомолекулярний білок, має властивості з'єд­нуватися з Fc — фрагментами IgG ссавців. Штами, які інтенсивно продукують білок А, надзвичайно резистентні до фагоцитозу. У мукоїдних штамів золоти­стого стафілокока виявлено капсульний поліпептидний антиген. Типоспеци-фічних антигенів у стафілококів виявлено близько 30, частина їх — білки, інші — полісахариди. У непатогенних стафілококів присутні полісахаридні комплекси В і С. Активними антигенами є також ентеротоксини, серед яких розрізняють кілька сероварів (А, В, С, Д та Е).

Резистентність. Стафілококи відносно стійкі мікроорганізми. Прямі сонячні промені вбивають їх протягом декількох годин. У пилу стафілококи зберігаються 50-100 днів, добре переносять висушування. У гною можуть виживати до 200 днів.

У рідких середовищах, при нагріванні до 70-80° С, гинуть через 20-30 хв., при 100° С — за кілька секунд, сухий жар вбиває їх протягом 2 годин.

Формалін, 1%-й та 2%-й розчин гідроксиду натрію інактивують стафілококи протягом 1 години, 1%-й розчин хлораміну — через 2-5 хв. Абсолютний алкоголь не діє на стафілококи, проте 50%-й його розчин знищує їх через 10 хв. Стафіло­коки чутливі до ряду барвників, зокрема кристалічного фіолетового, малахіто­вого зеленого та інших.

Стафілококи чутливі до бензилпеніциліну, напівсинтетичних пеніцилінів, стрептоміцину, левоміцетину, тетрацикліну і до інших антибіотиків, а також нітрофуранових препаратів. Проте зустрічаються штами, які проявляють резистентність 5-10 і більше антибіотиків. Вважають, що в основі антибіотикоре-зистентності лежить мутаційно-селекційний процес. Резистентність до анти­біотиків у стафілококів контролюється також R-плазмидами. Стафілококи, які синтезують пеніциліназу (В-лактамазу), здатні інактивувати деякі пеніциліни. До сульфаніламідів стафілококи стійкі.

Патогенність. Основна роль у інфекційній патології тварин та людини нале­жить S. aureus. Збудники стафілококової інфекції можуть бути також S. epidermidis та S. saprophyticus. Основними факторами патогенності стафілококів — є здатність їх продукувати екзотоксини та ферменти коагулазу, фібринолізин і гіа-луронілазу. Пігментоутворення та розщеплення вуглеводів не можуть бути кри­терієм патогенності стафілококів.

До стафілококів чутливі коні, велика рогата худоба, дрібна рогата худоба, свині, качки, іуси, індики, кури, із лабораторних тварин — кролі, білі миші, ко­шенята. При внутрішньошкірному введенні кролям культури патогенних ста­філококів розвивається запалення, некроз шкіри, при внутрішьовенному введенні фільтрату культури у кролів настає інтоксикація і загибель тварини через кілька хвилин.

В організм стафілококи проникають через пошкоджену шкіру та слизові оболонки, ентеротоксини — аліментарним шляхом. Механізм розвитку інфек­ційного процесу при стафілококовій інфекції в значній мірі залежить від стану природної резистентності організму та вірулентності збудника. В одних ви­падках можуть виникати місцеві ураження у вигляді фурункулів, абсцесів, в інших — розвивається загальний септичний процес з утворенням гнійників у внутрішніх органах або харчові токсикози. У патогенезі стафілококової інфек­ції значну роль відіграють екзотоксини L — токсин (гістотоксин) має гемолі­тичну, дермонекротичну і летальну активність. Летальний токсин здатний уражати центральну нервову систему. В — токсин має білкову природу, термо­лабільний, викликає гемоліз еритроцитів, некроз у тканинах та має летальні властивості.

Ентеротоксини сероварів А, В, С, Д та Е — типові білкові сполуки з мо­лекулярною масою 30-35 тис. дальтон, стійкі до протеолітичних ферментів типу трипсину, хемопсину, папаіну. При вживанні людьми продуктів, що мі­стять ці токсини, особливо молока від маститних корів, через 1-6 годин ви­никає блювання і діарея, розвиваються судоми, дещо підвищується температура тіла, знижується кров'яний тиск, спостерігається загальна слабкість.

Під впливом лейкоцидинів руйнуються лейкоцити. В процесі боротьби з цими мікробами розвивається локальне запалення, у вогнищі якого гинуть фа­гоцити, що призводить до утворення гною.

Лабораторна діагностика. Для дослідження в лабораторію надсилають гній­ний ексудат ран, проби молока, які відбирають від корів з гнійно-катаральними маститами, гній фурункулів, абсцесів, флегмон, виділення з статевих органів при ендометриті, кров з яремної вени при септицемії.

Із патологічного матеріалу готують мазки, які фарбують за Грамом, мікро­скопують. Звертають увагу на присутність у препаратах невеликих скупчень, ко­ротких ланцюжків коків діаметром 0,7-1 мкм. Пряма мікроскопія дає підстави для попереднього діагнозу. Одночасно проводять посів із патологічного мате­ріалу на звичайні поживні середовища, на чашки з кров'яним, молочно-сольовим та жовтково-сольовим агаром. Патогенні штами на кров'яному агарі утворюють зону гемолізу навколо колоній. На чашках з молочно-сольовим ага­ром враховують утворення пігменту. На жовтково-сольовому агарі більшість па­тогенних стафілококів утворюють навколо колоній зони помутніння. Для одержання чистої культури із характерної колонії відсівають на МПА. Чисту культуру мікроскопують після чого ставлять реакцію плазмокоагуляції з цитрат-ною плазмою крові кроля. При наявності коагулази плазма звертається. Додат­ково визначають ДНК-азу й здатність розщеплювати маніт в анаеробних умовах.

Виявляють також наявність летальної та дермонекротичної дії на лаборатор­них тваринах. Фільтратом добової культури внутрішньовенно і внутрішньош-кірно заражають кролів. При наявності у фільтраті токсину летальної дії тварина гине через кілька хвилин, а при наявності некротоксину на шкірі протягом 24 годин утворюється інфільтрат та настає некроз тканин.

S. aureus відрізняється від інших видів тим, що ферментує маніт у анаеробних умовах. Патогенні стафілококи володіють гемолітичною, лецитиназною актив­ністю, здатні коагулювати плазму, викликають некроз шкіри руйнують ДНК.

Одержану культуру при необхідності фаготипують. Набір стафілококових фагів налічує 22 типи, які розподілені на 4 групи. Ентеротоксини у харчових продуктах і культурах визначають в РДП, використовуючи стафілококові анти-сироватки до ентеротоксинів А, В, С, Д, Е та F. Визначають також чутливість виділених штамів до антибіотиків.

Імунітет. У клінічно здорових тварин має місце природний імунітет до ста­філококової інфекції. Він обумовлений бар'єрною функцією шкіри, слизових оболонок, фагоцитозом і наявністю специфічних факторів імунітету індукова­них субімунізуючою інфекцією.

Імунітет при стафілококових інфекціях антитоксичний, малонапружений і нетривалий. Тому не виключені рецидиви, але високі титри антитоксинів у крові тварин підвищують їх стійкість до захворювань. Антитоксини не лише нейтра­лізують екзотоксини, але і обумовлюють швидку мобілізацію фагоцитів. Для створення штучного імунітету готують стафілококовий анатоксин додаванням до токсину 0,3% формаліну і витримуванням у термостаті при 37° С протягом 28 днів.

Антитоксин одержують гіперімунізацією тварин стафілококовим анатокси­ном і застосовують для створення пасивного імунітету. Ефективнішим у цьому відношенні є протистафілококовий гамма-глобулін. Готують інколи аутовак-цину — прогрітий при 70-75° С змив агарової культури стафілокока, виділеного з отриманих від хворої тварини матеріалів.