БАЦИЛЛЫ

 

Бациллы относятся к отделу Frmicutes, Группе палочки и кокки, образующие эндоспоры, роду Bacillus.

Бациллы – это прямые палочки, чаще крупные, 2-10 мкм, с закругленными или обрубленными концами, располагаются в мазке часто цепочками. Отличительная особенность бактерий рода Bacillus – способность к образованию эндоспор, характеризующихся высокой термоустойчивостью, непроницаемостью для многих красителей и дезинфицирующих веществ, устойчивостью к УФ-лучам, ионизирующей радиации. Споры овальные или цилиндрические, не толще вегетативной клетки. Расположены центрально, субтерминально или терминально. Внутри каждой вегетативной клетки образуется одна эндоспора, которая после созревания освобождается при лизисе клетки. Свободные эндоспоры метаболически не активны. В течение десятков лет они могут находиться в состоянии криптобиоза (полного покоя). Образование эндоспор часто сопровождается недостатком в среде питательных веществ, накоплением продуктов метаболизма и т.п. Это одна из форм существования данных видов микроорганизмов. Наиболее интенсивно спорообразование осуществляют биологически полноценные зрелые клетки, выросшие в благоприятных условиях.

Бактерии рода Bacillus имеют большое практическое значение. Некоторые почвенные бациллы способны к несимбиотической фиксации атмосферного азота. Среди бацилл имеются виды, нашедшие широкое применение в текстильной промышленности, при получении шелка, бумаги, кофе, при выделке кож. Продуценты антибиотических веществ используются в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве. Ряд бацилл вызывают порчу продуктов, в том числе консервированных (бактерии группы сенной и картофельной палочек), молочных и кулинарных изделий (B. cereus). Спороносным бактериям, особенно их термофильным формам, отводится значительная роль в процессах самосогревания зерна. Многие виды обладают фитопатогенными свойствами (в основном бактерии группы картофельной палочки). Встречаются патогенные виды, в том числе возбудитель сибирской язвы – Bacillus anthracis.

 

Вacillus subtilis – сенная палочка - типичный представитель рода Bacillus – обнаруживается повсюду в осевшей пыли, в почве, на растениях. На питательных средах образует длинные цепочки. На жидких средах растет в виде морщинистой белой или серой пленки на поверности. На плотных средах образует плоские, сухие, матовые серые колонии с неровными волнистыми краями. Активно расщепляет органические азотистые соединения (культура пахнет аммиаком). Споры выдерживают кипячение до 30 минут, что используется при выделении культуры. Бактерии подгруппы В. subtilis имеют большое значение как продуценты антибиотиков субтилина и бацитрацина. Эти бациллы содержатся в препарате защиты растений фитоспорине.

 

Bacillus mesentericus - картофельная палочка. Имеет вид тонкой палочки размером 0,5-0,6/3-10 мк, часто образующей длинные нити. Вегетативные клетки подвижны, грамположительны, образуют овальные споры, при этом клетки не раздуваются, а сохраняют свою цилиндрическую форму. Колонии желто-бурые, сухие, морщинистые. На поверхности жидких сред картофельная палочка образует мощную складчатую пленку, на ломтиках картофеля - складчатый налет (отсюда название). Желатину разжижает, молоко подщелачивает и пептонизирует, образует кислоту из глюкозы, сахарозы и мальтозы, крахмал не разлагает. Картофельная палочка широко распространена в природе (в почве, пищевых продуктах и пр.). Споры ее, попадая вместе с мукой или дрожжами в тесто, не погибают при выпечке хлеба и, прорастая, могут вызвать "тягучую", или "картофельную", болезнь хлеба (мякиш хлеба становится слизистым и тягучим, и хлеб приобретает неприятный запах).

 

Bacillus thuringiensis. По морфологическим и культурально-биохимическим свойствам близка к Bacillus mesentericus. Представляют собой крупную (5 х 1 мкм) бациллу. Подвижны, образуют термоустойчивую спору, расположенную субтерминально. В центре клетки располагается кристалл токсина, прокрашивающийся красителем анилиновым чёрным (систематический признак). Для В. thuringiensis характерно образование продуктов, проявляющих избирательную энтомоцидную активность. Ядовитые свойства образующихся токсинов сказываются только в том случае, если они попадают в пищеварительный тракт насекомого (для человека и млекопитающих безвредны). Кристалл токсина представляет собой агрегат, состоящий из высокомолекулярного органического соединения. Является протоксином (необходима предварительная активация), практически нерастворим в воде и безопасен для всех позвоночных (включая человека) и большинства насекомых (в том числе пчёл и шмелей), проявляя высокую специфичность по отношению к насекомому - хозяину. После растворения в кишечнике подвергается расщеплению протеазами с образованием активного δ-токсина. Активный токсин прикрепляется к мембранам эпителия среднего кишечника насекомых, вызывая уравнивание концентраций ионов снаружи и внутри клеток, что приводит к нарушению боты пищеварительной системы личинки, постепенно вызывая голодную смерть. Штаммы В. thuringiensis вызывают гибель насекомых вредителей леса (в частности, сибирского шелкопряда), многих вредителей сада и сельскохозяйственных культур (капустной белянки, хлопковой совки и т. д.), а также некоторых видов мух. В настоящее время различные варианты культуры В. thuringiensis широко используются для изготовления энтомоцидных препаратов (энтобактерин, инсектин, лепидоцид, битоксибациллин и др.). Их применение позволяет в короткие сроки уничтожить вредителей на значительных площадях без ущерба для окружающей среды.

 

В cereus - восковидная палочка. Типичный почвенный микроорганизм. Возбудитель процессов гниения. Иногда вызывает болезни растений. Может вызывать микробную порчу пищевых продуктов. При накоплении в пищевых продуктах может явиться причиной пищевого отравления людей - токсикоинфекции. B.cereus - крупные грамположительные, подвижные, спорообразующие палочки. Капсулу не образуют. В мазках располагаются в виде длинных цепочек и нитей. Хорошо растут на простых питательных средах. На МПБ образуют помутнение, плёнку на поверхности и осадок. На МПА - средние и крупные, серые, плоские колонии, похожие на застывшие капли воска. На кровяном агаре вокруг колоний образуется зона гемолиза. Проявляют сильную протеолитическую активность (пептонизируют молоко, разжижают желатину, ферментируют мочевину). В. cereus проявляет сильную антагонистическую активность по отношению к энтеробактериям (возбудителям острых кишечных инфекций). Поэтому специальные штаммы этого микроорганизма используют в составе лекарственных пробиотических препаратов, таких как «бактисубтил». В. cereus сходны по свойствам с возбудителем сибирской язвы В. anthracis, поэтому их называют антракоидами и дифференцируют при бактериологической диагностике сибирской язвы.

Bacillus anthracis — грамположительная, крупная, неподвижная спорообразующая, капсулообразующая бацилла. Возбудитель сибирской язвы. Первый доказанный возбудитель заболеваний человека, выделен в чистую культуру Р. Кохом в 1877 г.

Сибирская язва

Сибирская язва (антракс) — известная с древности, особо опасная ифекционная болезнь сельскохозяйственных и диких животных всех видов, а также человека. Общепринятое на сегодняшний день наименование сибирской язвы — антракс, что в переводе с греческого означает «уголь»: такое название было дано по характерному угольно-чёрному цвету сибиреязвенного струпа (центра нарыва) при кожной форме болезни. Название «сибирская язва» было дано русским исследователем Андриевским в 18 веке, так как в Западной Сибири наиболее часто свирепствовали эпидемии и эпизоотии этой болезни.

Эпизоотии и эпидемии сибирской язвы территориально привязаны к почвенным очагам — хранилищам возбудителей. Первичные почвенные очаги образуются в результате непосредственного инфицирования почвы выделениями больных животных на пастбищах, в местах стойлового содержания животных, в местах захоронения трупов (скотомогильники) и т. п. Вторичные почвенные очаги возникают путем смыва и заноса спор на новые территории дождевыми, талыми и сточными водами.

Сибиреязвенная бактерия вне организма при доступе кислорода воздуха образует споры, вследствие чего обладает большой устойчивостью к высокой температуре, высушиванию и дезинфицирующим веществам. Споры могут сохраняться годами; местность, заражённая кровью, испражнениями и мочой больных животных, может долгие годы сохранять сибиреязвенные споры.

Заражение может произойти при участии большого числа факторов передачи. К ним относятся выделения и шкуры больных животных, их внутренние органы, мясные и другие пищевые продукты, почва, вода, воздух, предметы внешней среды, обсеменённые сибиреязвенными спорами. Заражение сибирской язвой происходит при контакте, при ранениях, укусах насекомых, алиментарно (с пищей), аэрогенно (при вдыхании пыли, содержащей шоры возбудителя).

Условно различают 3 формы сибирской язвы: кожная – образование отёков и карбункулов (нарывов с чёрным центром) в местах проникновения возбудителя, кишечная и лёгочная (в этих случаях очаги воспаления образуются в кишечнике или лёгких, быстро возникает септицемия, что ведёт к гибели). Наиболее восприимчивы к сибирской язве овцы, козы, крупный рогатый скот. Могут болеть верблюды, дикие травоядные, лошади. Сибирская язва у животных характеризуется следующими особенностями:

1) короткий инкубационный период, обычно не превышающий 3—4 дня;

2) развитие тяжёлого лихорадочного состояния, отёков и карбункулов головы, шеи, подгрудка;

3) упадка сердечно-сосудистой деятельности, кровавого поноса и рвоты заканчивающегося гибелью животных в течение, как правило, первых 2—3 суток.

У свиней чаще встречается атипичная форма в виде ангины, плотоядные малочувствительны. У человека чаще развивается карбункулёзная, кожная форма сибирской язвы.

Диагностика сибирской язвы.

Материал для исследования: В ветеринарии вскрывать трупы при подозрении на сибирскую язву запрещено законодательством, чтобы уменьшить опасность распространения спорообразующего возбудителя во внешней среде!! Поэтому от трупа павшего животного на исследование берут ухо, отрезанное с той стороны, на которой лежит труп. При подозрении на сибирскую язву в ходе вскрытия трупа - вскрытие прекращают, берут для исследования кусочки селезёнки, печени, изменённые лимфоузлы, кровь.

Микроскопия: Окраска по Граму, на капсулу и на спору. Морфология Bacillus anthracis зависит от материала, из которого деланы мазки.

• В мазках из крови и свежего пат.материала - крупные Гр+ палочки в виде коротких цепочек, по 2-3. Концы клеток, обращенные в цепочке друг к другу как бы «обрублены», а снаружи - закруглены. Имеется капсула, общая для всей цепочки. Неподвижные.

• В молодой к-ре с МПА или МПБ длинные, переплетающиеся цепочки из крупных Гр+ палочек, иногда утолщен, на концах и напомин. «бамбуковую трость».

• В старых культурах при доступе О₂ образуются округлые эндоспоры, затем вегетативные части микробных клеток отмирают, остаются споры.

Культуральные свойства: В.anthracis- хемоорганогетеротроф, факультативный анаэроб. На МПБ - среда прозрачная, на дне осадок в виде «комочка ваты». На МПА - крупные, матовые серо-белые колонии в R-форме с локонообразным, бахромчатым краем; под малым увелич. микроскопа характеризуются как «голова Медузы», «львиная грива». На кровяном агаре гемолиза нет.

Для дифференциации Bacillus anthracis от других почвенных бацилл применяют различные тесты, в том числе тест «жемчужного ожерелья». Для этого делают посев испытуемой культуры на «пенициллиновый агар», то есть МПА, содержащий антибиотик пенициллин. Выращивают колонии, затем просматривают препарат под микроскопом. Под действием пенициллина у возбудителей сибирской язвы разрушается клеточная стенка. Они раздуваются в виде шариков. Поэтому при микроскопировании такого препарата наблюдают цепочки не из палочек, а из шариков, похожих на «жемчужинки». Для установления вирулентности культуры проводят биопробу, т.е. заражают белых мышей (мышки погибают). Для постановки диагноза на сибирскую язву применяют также фагодиагностику, серологический, аллергический и молекулярно-генетический методы.