Сибирская язва

Таким образом, сформировавшаяся спора состоит из следующих основных слоев:

- спороплазмы (центральная  ее часть). Состоит она из гомогенного  материала с мелкозернистыми  осмиофильными гранулами; нуклеоид  обнаруживают в виде нечетко  контурированной зоны осмиофобного  материала;

- цитоплазматической внутренней  мембраны, окружающей саркоплазму;

- кортекса, расположенного  на поверхности цитоплазматической  мембраны. Представлен он массивным  светлым оптическим слоем, состоит  из пептидогликана. Из внутреннего  его слоя формируется оболочка  при проростании споры:

- внешней двухслойной  мембраны споры толщиной и  покрывающей кортекс;

- слоя цитоплазмы между  внешней мембраной и оболочной споры;

- оболочки споры, по  данным И.И. Белоконова (1970), Т.А.  Тржецецкой, Л.В. Куликовского (1972), она  имеет до 6 слоев; внутренней стороной  оболочка прилегает к внешней  мембране споры, с внешней -- имеет множественные выпячивания;

- экзоспориума.

Споры - овальные, иногда округлые образования, сильно преломляющие свет. Длина прелых спор 1,2--1,5 мкм, ширина 0,8-- 1 мкм, незрелых (проспоры) -- несколько  меньше. Зрелые споры, оттененные хромом или контрастированные фосфорно-вольфрамовой кислотой, выявляются в электронном  микроскопе в виде оптически непроницаемых  образований с неровными контурами; более молодые споры и проспоры однородны, темные. Метод углеродных реплик по Bredli и Williams (1957) позволяет  обнаружить на поверхности спор ребра. Они располагаются продольно  или в виде ячеек и четче  выражены у спор из старых культур (15 сут.) (Белоконов, 1970). Shafa и Sato (1966), исследовавшие  штамм Стерна, выявили на поверхности  экзоспориума ворсинки. Наличие их подтвердил И.И. Белоконов (1970), изучавший  вакцинные штаммы СТИ-1 и II вакцины  Ценковского.

У спор вакцинного штамма СТИ-1 обнаружены паро-споровые тельца, подобные тем, которые ранее были описаны  у некоторых сапрофитных спорообразующих  микробов. Они имеют правильную сферическую  форму, расположены на поверхности  спор пли лежат раздельно. Диаметр  их разный: мелких 1200. А, средних 1564 А  и крупных 2000 А. Значение этих телец  не выяснено (Дунаев и Белоконов, 1968).

Начало образования спор зависит от особенностей штамма и  температуры среды. При 30-- 37 °С оно  обычно заканчивается через 1 -- 2 ч, при 24°С -- через 16 ч, при 18°С затягивается до 70 ч. Ниже 15°С и выше 42С спорообразование не происходит. У некоторых штаммов  интенсивно этот процесс начинается через 18--20 ч с момента засева среды  и культивирования при 37 °С (Белоконов, 1970; Авакян, Кац, Павлова, 1972). На плотных  средах споры образуются быстрее, чем  в жидких. Процесс их формирования у хорошо спорулирующих штаммов  обычно завершается на МПА через 48--72 ч.

Для прорастания спор необходимы аминокислоты (источник азота), углеводы (особенно глюкоза) и предшественники  нуклеиновых кислот, 1-аланин н 1-тирозин (Земсков, .1972).

Морфологические изменения, свидетельствующие о начале прорастания  спор, выявляются через 5--10 мин после  засева их на питательную среду (температура 37°С). Они характеризуются набуханием спор и появлением по их периферии  небольших светлых участков. Прорастающая спора теряет блеск, принимает шаровидную форму, затем вновь вытягивается и из одного конца ее выходит бацилла  в направлении продольной оси, сбрасывая  споровую оболочку; вышедшая бацилла  похожа на материнскую сибиреязвенную бациллу, только у нее более закруглены концы.[1, 4, 5, 7, 9]

4.3. Химический состав 

В сухом остатке вегетативных клеток содержится 6,8% азота и 12--13,5% минеральной золы, в сухом остатке спор- соответственно 12,14 и 41,15%. Количество ДНК варьирует в зависимости от штамма. Наиболее высокий уровень РНК наблюдается у бактерии, находящихся в экспотенцеальной фазе роста. Бациллы сибирской язвы имеют ферменты: липазу, диастазу, протеазу, желатиназу. дегидразу, ци-тохромоксидазу, пероксидазу, каталазу, аргиназу и др. Из тела микроба выделен соматический антиген, в состав которого входит полисахарид, содержащий в эквимолекулярных пропорциях N-ацетилглюкозамин и галактозу, а также незначительное количество 0-ацетила и остатки аминокислот. В составе оболочки и капсулы сибиреязвенного микроба обнаружены 3 антигенных комплекса:

-поверхностные антигены капсулы, являющиеся, по-видимому, пептидами, чувствительные к действию пепсина и частично трипсина;

-собственно капсульные антигены, расположенные в основном слое капсулы, содержат вещества белково-полисахаридной природы, чувствительные к действию трипсина, хемотрипсина, гиалуронндазы и лизоцима;

-антигены оболочки клетки, содержащие вещества как полисахаридной, так и белковой природы, чувствительные к действию лизоцима и трипсина (Левина и Кац, 1964; Лвакян, 1987).

По данным Е.П. Левиной  и Л.П. Кац, антигены, обнаруживаемые с помощью флуоресцирующей сибиреязвенной сыворотки, локализованы в оболочке. Споры содержат аланинрацелеазу, нуклеозидрибозидазу, аденозиндезамнназу. У покоящихся спор эти ферменты обеспечивают слабый уровень  энергетического обмена (дыхания).[3, 5, 13]

4.4. Ферментативные свойства

Из многочисленной группы аэробных бацилл, обитающих в почве, только Bacillus anthracis приобрела наиболее выраженные вирулентные свойства и  способность вызывать у животных и человека болезнь со смертельным  исходом. Она имеет ряд сходных  морфологических и культуральных  свойств с указанными непатогенными  спорообразующими микробами. Особенно много идентичных признаков отмочено у Bacillus anthracis и Вас. сегeus. Имеется  большой фактический материал относительно токсикогенности Вас. сегeus и её биохимической  активности.

При электронно-микроскопическом исследовании у обеих бацилл (Шахбанов, 1975) выявлены как общие характерные, так и нетипичные признаки. Так, клеточная  стенка у Bac. anthracis более толстая и  внутри имеется фибриллярный материал, а у Вас. cereus на стенке расположены  грибовидные выросты. И.Б. Павлова  и Л.П. Кац (1966) выявили у Bac. anthracis более  развитые мембранные структуры, что, по их мнению, вызвано большей активностью  окислительно-восстановительных ферментов. Вас. cereus в отличие от Bac. anthracis быстро свертывает растворы желтка куриного яйца; имеет чрезвычайно активную лецитиназу. Она медленно редуцирует метиленовый синий, слабо восстанавливает  нитраты и нитриты, вырабатывает желатиназу, а также протеазу и  достаточно быстро гидролизует желатину и свернутую сыворотку.[12]

4.5. Устойчивость

В невскрытом трупе вегетативная клетка микроба разрушается в  течение 2-3 суток, в зарытых трупах сохранятся до 4 дней. В замороженном мясе при минус 15oС жизнеспособна 15 дней, в засоленном мясе - до 1,5 мес. В навозная жиже, смешанной с сибиреязвенной кровью, погибает через 2-3 ч, споры же остаются в ней вирулентными в течение месяцев. В запаянных ампулах с бульонными культурами могут оставаться жизнеспособными и вирулентными до 63 лет, в почве - более 50 лет. Спирт, эфир, 2 %-ный формалин, 5 %-ный фенол, 5-10 %-ный хлорамин, свежий 5 %-ный раствор хлорной извести, перекись водорода разрушают вегетативные клетки в течение 5 минут. Этиловый спирт 25-100 % убивает споры в течение 50 дней и более, 5 %-ный фенол, 5-10%-ный раствор хлорамина - от несколько часов до нескольких суток, 2 %-ный раствор формалина - через 10-15 мин, 3%-ный раствор перекиси водорода - через 1 ч, 4 %-ный раствор перманганата калия - через 15 мин, 10 %-ный раствор гидроокиси натрия - через 2 ч.Вегетативные клетки при нагревании до 50-55 С гибнут в течение 1 ч, при 60 С - через 15 мин, при 75 С - через 1 мин, при кипячении - мгновенно. При медленном высушивании наступает спорообразование и микроб не гибнет. При минус 10oС бактерии сохраняются 24 дня, при минус 24 С - 12 дней. Воздействие прямого солнечного света обезвреживает бактерии через несколько часов. Сухой жар при температуре 120-140С убивает споры через 2-3 ч, при  - через 1 ч, текущий пар при 100 С - через 12-15 мин, автоклавирование при 110 С - за 5-10 мин, кипячение - через 1 ч.Возбудитель сибирской язвы проявляет высокую чувствительность к пенициллину, хлортетрациклину и левомицетину, а также к лизоциму. Бактериостатическим эффектом на протяжении 24 ч обладает свежевыдоенное молоко коров.[1, 4, 10]

4.6. Факторы патогенности

Bacillus anthracis -уникальный патоген для животных и человека. Впервые занесённый в какую-либо местность он может укорениться и сохранять угрозу для вспышек болезни на многие десятилетия.

Источники возбудителя сибирской  язвы и факторы его передачи. Восприимчивые животные

Более восприимчивы крупный  и мелкий рогатый скот, буйволы, лошади, ослы, олени, верблюды. Менее восприимчивы свиньи. Дикие копытные (лоси, горные бараны, косули, зубры, дикие кабаны, антилопы, жирафы) чувствительны к  сибирской язве. Малочувствительны  плотоядные -- лисицы, шакалы, койоты, собаки, кошки и птицы (грифы, ястребы, кобчики). Зарегистрирована болезнь среди  грызунов (зайцы, крысы, мыши и др.). Не болеют пресмыкающиеся, земноводные, рыбы и беспозвоночные. Молодые животные более восприимчивы, чем взрослые.[2]

Источники и резервуары возбудителя  инфекции

Больные животные. Дикие (лисицы, шакалы, койоты) и домашние плотоядные (собаки, кошки); хищные птицы (грифы, ястребы, кобчики).

Источником возбудителя инфекции является зараженный организм, в котором патогенный микроорганизм способен размножаться, накапливаться и выделяться во внешнюю среду. Таким источником является больное сибирской язвой животное. В странах, где преобладает пастбищное содержание животных, огромную опасность представляют места гибели или захоронения павших от сибирской язвы животных, неубранные трупы. Заражение в естественных условиях в основном происходит в результате поедания (питье) животными контаминированного спорами возбудителя корма, воды или через повреждённую кожу. Фураж, полученный лугов, на которых выпасались животные, больные сибирской язвой, также может быть причиной заражения, так как вместе с травой в сено попадает и почва, содержащая споры. Возбудитель также может передаваться через контаминированные предметы и насекомыми.

Почву и воду, контаминированные  бациллами сибирской язвы от больных  и  павших животных считают факторами передачи возбудителя.

Помимо указанных условий, содействующих распространению  возбудителя, значительную роль в появлении  болезни играют факторы внешней  среды. Отмечено, что сильные вспышки  болезни наблюдались в засушливые годы, когда животные поедали низкорослую  траву, захватывая частики земли.

Занос возбудителя в благополучные  районы и страны чаще всего происходит с мясом или субпродуктами  от случайно убитых животных, больных  сибирской язвой в результате неправильно поставленного диагноза.

Для возникновения болезни необходимо, чтобы возбудитель проник в организм восприимчивого хозяина. Это возможно различными путями: алиментарным, аэрогенным, трансмиссивным, плацентарным. Возможен также механический путь проникновения. Из многочисленной группы аэробных бацилл, обитающих в почве, только B. anthracis приобрела наиболее выраженные вирулентные свойства и способность вызывать у животных и человека болезнь со смертельным исходом.

Воротами инфекции чаще служит кожа. Обычно возбудитель внедряется в кожные покровы верхних конечностей (около половины всех случаев) и головы (20-30%), реже туловища (3-8%) и ног (1-2%).В  основном поражаются открытые участки  кожи. Уже через несколько часов  после заражения начинается размножение  возбудителя в месте ворот  инфекции (в коже). При этом возбудители  образуют капсулы и выделяют экзотоксин, который вызывает плотный отек и  некроз. Из мест первичного размножения  возбудители по лимфатическим сосудам  достигают регионарных лимфатических  узлов, а в дальнейшем возможно гематогенное распространение микробов по различным  органам. При кожной форме в месте  первичного воспалительно-некротического очага вторичная бактериальная  инфекция особой роли не играет.

При аэрогенном заражении  споры фагоцитируются альвеолярными  макрофагами, затем они попадают в медиастенальные лимфатические  узлы, где происходит размножение  и накопление возбудителя, некротизируются  и лимфатические узлы средостения, что приводит к геморрагическому медиастениту и бактериемии. В результате бактериемии возникает вторичная  геморрагическая сибиреязвенная пневмония.

При употреблении инфицированного (и недостаточно прогретого) мяса споры  проникают в подслизистую оболочку и регионарные лимфатические  узлы. Развивается кишечная форма  сибирской язвы, при которой возбудители  также проникают в кровь и  заболевание переходит в септическую  форму. Таким образом, септическое  течение может возникнуть при  любой форме сибирской язвы. В  патогенезе сибирской язвы большое  значение имеет воздействие токсинов, образуемых возбудителем. Перенесенное заболевание оставляет после  себя стойкий иммунитет, хотя и имеются  описания повторных заболеваний  через 10-20 лет после первого заболевания.

Стационарность, периодичность, сезонность болезни

Стационарность - наиболее яркая  эпизоотическая особенность сибирской  язвы. Современные наблюдения показывают, что возбудитель сохраняется  в ранее неблагополучных пунктах  спустя многие десятилетия благополучия. Ранее контаминированные возбудителем пастбища многие годы сохраняют опасность  заражения («проклятые поля»). Периодичность  вспышек составляет в разных местностях от 3 до 10 лет . Для России, США, Канады и европейских стран  сезонность характеризуется  летними вспышками, в Австралии -зимними месяцами (самые тёплые для данного полушария).[18, 19]

Клинические признаки

Инкубационный период длится 1-3 дня, реже - дольше. При сибирской язве наблюдают местную форму (карбункулезную, ангинозную, легочную, кишечную), атипичную проявление и септическую форму болезни. Болезнь протекает молниеносно, остро, подостро, хронически и абортивно.