При размножении бактерий рода bacillus

Бациллы (лат. Bacillus) — род грамположительных бактерий.

В русском языке слово «бациллы», может означать род бактерий (лат. Bacillus), класс бактерий (лат. Bacilli), форму бактерий, а также, в обыденной речи, любые бактерии или микроорганизмы вообще, чаще болезнетворные. Настоящая статья посвящена роду Bacillus.

Бациллы — аэробные или факультативно аэробные, спорообразующие бактерии, имеющие вид прямых или слабоизогнутых палочек. Наиболее известными видами бацилл являются: Bacillus anthracis — возбудитель сибирской язвы и Bacillus subtilis, называемая также сенной палочкой. Bacillus subtilis является одним из наиболее хорошо изученных организмов.

Бациллы — нормальная микрофлора человека

Некоторые виды бацилл присутствуют в толстой кишке здорового человека (Ардатская М. Д., Минушкин О. Н.).

На сайте GastroScan.ru в разделе «Литература» имеется подраздел «Микрофлора, микробиоценоз, дисбиоз (дисбактериоз)», содержащий статьи, затрагивающие проблемы микробиоценоза и дисбиоза отделов ЖКТ человека.

Бациллы — возбудители заболеваний человека

Бациллы — пробиотики в составе лекарств и пищевых добавок

Некоторые штаммы бацилл являются пробиотиками, выполняющие роль активных веществ некоторых лекарств и БАДов (иногда в комплексе с другими пробиотическими штаммами). В частности:

• российским 48 ЦНИИ Минобороны России ФГУ, г. Екатернибург и несколькими украинскими предприятиями производится лекарственный препарат Биоспорин, содержащий смесь Bacillus subtilis штамм 2335 (также называемый Bacillus subtilis 3) и Bacillus licheniformis 2336 (также называемый Bacillus licheniformis 31) в пропорции 3:1
• в России также зарегистрированы (были зарегистрированы) лекарства, в которых основным действующим веществом являлись Bacillus subtilis:Споробактерин (штамм 534), Бактиспорин (штамм N 3H)
• в России было зарегистрировано лекарство Бактисубтил, производства Patheon France (Франция), основным действующим веществом которого являлись Bacillus cereus штамм IP 5832 (ATCC 14893); кроме Франции продукт Bactisubtil производится в Германии
• в России продаются (продавались) БАДы, содержащие Bacillus subtilis: Бактистатин, Супрадин Киндер гель (производство Германии)
• американская фирма Ganeden Biotech, Inc. производит штамм Bacillus coagulans GBI-30, 6086 (торговая марка штамма GanedenBC 30 ), который используется в ряде продуктов-пробиотиков, в частности Sustenex
• Bacillus cereus штамм GM Suspension — продукт Biovicerin (Бразилия)
• фирма Sanofi-Aventis на основе четырех штаммов Bacillus clausii O/C, N/R, SIN и T производит пищевую добавку-пробиотик Enterogermina, продающуюся уже более 50 лет в Европе, Азии и Южной Америке (WGO. Пробиотики и пребиотики), а также зарегистрированный в Казахстане и Украине лекарственный препарат Энтерожермина
• Bacillus polyfermenticus SCD — продукт Bispan (Южная Корея)

Существует еще целый ряд других продуктов, использующих пробиотические свойства некоторых штаммов бацилл, в том числе для ветеринарии, причем нередко встречается ситуация, когда фирма-производитель маркирует продукцию названием одного вида и штамма бацилл или иных бактерий, а применяет другой вид и штамм.

На сайте GastroScan.ru в разделе «Литература» имеется подраздел «Пробиотики, пребиотики, синбиотики, симбиотики», содержащий статьи, посвященные применению пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при заболеваниях органов ЖКТ.

Использование бацилл в сельском хозяйстве и комнатном растениеводстве

Бациллы, благодаря продуцируемым антибиотикам и способности закислять среду обитания, являются антагонистами ряда микроорганизмов, таких как сальмонелла, протей, стафилококки, кишечная палочка, псевдомонады, аэромонады, стрептококки, дрожжевые грибки; продуцируют ферменты, удаляющие продукты гнилостного распада тканей; синтезируют аминокислоты, витамины и иммунноактивные факторы.

Ряд штаммов бацилл применяется в животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве для профилактики и лечение заболеваний ЖКТ бактериальной этиологии, дизбактериоза, лёгочных инфекций, увеличения продуктивности, получения здорового потомства, подавления роста патогенных и условно патогенных микроорганизмов. В растениеводстве, включая комнатное, на основе штаммов бацилл производятся различные микробиологические препараты, применяемые для защиты огородных, садовых, комнатных и оранжерейных растений от комплекса грибковых и бактериальных болезней.

Использование бацилл при производстве ферментов

Продуценты бацилл Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Bacillus stearothermophilus применяются при промышленном производстве α-амилазы и протеинов, необходимый компонент большинства ферментных препаратов. Кроме фармацевтической промышленности, α-амилаза широко применяется в пищевой, спиртовой и пивоваренной, текстильной промышленностях, в сельском хозяйстве в качестве добавки к кормам.

В состав лекарственного препарата Энзимтал, имеющего разрешение на применение на территории Украины (позже отозванном), имеется грибковая амилаза — амилолитический фермент, получаемый из грибов Aspergillus oryzae, непатогенных бактериальных культур Bacillus subtilis (Кирик Д.Л., Полякова И.Ф.).

Некоторые виды бацилл также широко используются при получении протеиназ.

«Космические» бациллы Bacillus safensis

Bacillus safensis была выделены от космического аппарата Mars Odyssey в 2002 году, предназначенного для полёта на Марс. Они могли быть случайно занесены на Марс из-за несвоевременно выявленного загрязнения чистых помещений, в которых находилась комическая техника.

Эксперимент MERCCURI (от Microbial Ecology Research Combining Citizen and University Researchers on ISS), выполняемый на Международной космической станции (МКС), был посвящён исследованию выживаемости бактерий в условиях невесомости. Из исследуемых 48 видов 45 показали ту же динамику роста, что и в условиях земного тяготения. Единственный вид, который рос значительно больше (на 60%) на МКС в условия космического полёта, чем на Земле, был Bacillus safensis.

Источник. Growth of 48 built environment bacterial isolates on board the International Space Station (ISS) // PeerJ, 2016; 10.7717/peerj.1842.

Антибиотики, активные в отношении бацилл

Бациллы в систематике бактерий

По современной классификации род Bacillus входит в семейство Bacillaceae, порядок Bacillales, класс Bacilli, тип Firmicutes, Terrabacteria group, царство Бактерии.

В род бациллы входят следующие группы и комплексы:

• Bacillus cereus group, включающая виды: B. albus, B. anthracis, B. cereus, B. cf. cereus V4.BE.30, B. cytotoxicus, B. gaemokensis, B. luti, B. manliponensis, B. mobilis, B. mycoides, B. nitratireducens, B. pacificus, B. paramycoides, B. paranthracis, B. proteolyticus, B. pseudomycoides, B. samanii, B. thuringiensis, B. toyonensis, B. tropicus, B. weihenstephanensis, B. wiedmannii
• Bacillus subtilis group, включающая:

• подгруппу Bacillus amyloliquefaciens group, содержащую виды: B. amyloliquefaciens, B. siamensis, B. velezensis
• подгруппу Bacillus mojavensis subgroup, содержащую виды: B. axarquiensis, B. malacitensis, B. mojavensis, [Brevibacterium] halotolerans
• виды: B. atrophaeus, B. licheniformis, B. paralicheniformis, B. sonorensis, B. subtilis, B. tequilensis, B. vallismortis

Bacillus altitudinis complex, включающий виды: B. aerophilus, B. altitudinis, B. cellulasensis, B. stratosphericus

В род бациллы, кроме того, включены следующие виды: B. abyssalis, B. acidiceler, B. acidicola, B. acidiproducens, B. acidopullulyticus, B. acidovorans, B. aeolius, B. aequororis, B. aeris, B. aerius, B. aerolacticus, B. aestuarii, B. aidingensis, B. akibai, B. alcaliinulinus, B. alcalophilus, B. algicola, B. alkalicola, B. alkalinitrilicus, B. alkalisediminis, B. alkalitelluris, B. alkalitolerans, B. alkalogaya, B. alveayuensis, B. amiliensis, B. andreesenii, B. andreraoultii, B. aporrhoeus, B. aquimaris, B. arbutinivorans, B. aryabhattai, B. asahii, B. aurantiacus, B. australimaris, B. azotoformans, B. badius, B. baekryungensis, B. bataviensis, B. benzoevorans, B. beringensis, B. berkeleyi, B. beveridgei, B. bingmayongensis, B. bogoriensis, B. bombysepticus, B. borbori, B. boroniphilus, B. butanolivorans, B. caccae, B. campisalis, B. canaveralius, B. capparidis, B. carboniphilus, B. casamancensis, B. caseinilyticus, B. catenulatus, B. cavernae, B. cecembensis, B. cellulosilyticus, B. chagannorensis, B. chandigarhensis, B. cheonanensis, B. chungangensis, B. cihuensis, B. circulans, B. clausii, B. coagulans, B. coahuilensis, B. cohnii, B. composti, B. coniferum, B. coreaensis, B. crassostreae, B. crescens, B. cucumis, B. dakarensis, B. daliensis, B. danangensis, B. daqingensis, B. decisifrondis, B. decolorationis, B. depressus, B. deramificans, B. deserti, B. dielmoensis, B. djibelorensis, B. drentensis, B. ectoiniformans, B. eiseniae, B. encimensis, B. enclensis, B. endolithicus, B. endophyticus, B. endoradicis, B. farraginis, B. fastidiosus, B. fengqiuensis, B. ferrariarum, B. filamentosus, B. firmis, B. firmus, B. flavocaldarius, B. flexus, B. foraminis, B. fordii, B. formosensis, B. fortis, B. freudenreichii, B. fucosivorans, B. fumarioli, B. funiculus, B. galactosidilyticus, B. galliciensis, B. gibsonii, B. ginsenggisoli, B. ginsengihumi, B. ginsengisoli, B. glycinifermentans, B. gobiensis, B. gossypii, B. gottheilii, B. graminis, B. granadensis, B. hackensackii, B. haikouensis, B. halmapalus, B. halodurans, B. halosaccharovorans, B. haynesii, B. hemicellulosilyticus, B. hemicentroti, B. herbersteinensis, B. hisashii, B. horikoshii, B. horneckiae, B. horti, B. huizhouensis, B. humi, B. hunanensis, B. hwajinpoensis, B. idriensis, B. indicus, B. infantis, B. infernus, B. intermedius, B. intestinalis, B. isabeliae, B. israeli, B. jeddahensis, B. jeotgali, B. kochii, B. kokeshiiformis, B. koreensis, B. korlensis, B. kribbensis, B. krulwichiae, B. kyonggiensis, B. lehensis, B. lentus, B. ligniniphilus, B. lindianensis, B. litoralis, B. lonarensis, B. longiquaesitum, B. longisporus, B. luciferensis, B. luteolus, B. luteus, B. lycopersici, B. magaterium, B. malikii, B. mangrovensis, B. mangrovi, B. mannanilyticus, B. marasmi, B. marcorestinctum, B. marisflavi, B. maritimus, B. marmarensis, B. massiliglaciei, B. massilioanorexius, B. massiliogabonensis, B. massiliogorillae, B. massiliosenegalensis, B. megaterium, B. meqaterium, B. mesonae, B. mesophilus, B. methanolicus, B. muralis, B. murimartini, B. nakamurai, B. nanhaiisediminis, B. ndiopicus, B. nealsonii, B. neizhouensis, B. nematocida, B. niabensis, B. niacini, B. niameyensis, B. nitritophilus, B. notoginsengisoli, B. novalis, B. obstructivus, B. oceani Song et al. 2016, B. oceanisediminis, B. ohbensis, B. okhensis, B. okuhidensis, B. oleivorans, B. oleronius, B. olivae, B. oryzae, B. oryzaecorticis, B. oryzisoli, B. oryziterrae, B. oshimensis, B. pakistanensis, B. panacisoli, B. panaciterrae, B. paraflexus, B. patagoniensis, B. persicus, B. pervagus, B. phocaeensis, B. pichinotyi, B. piscicola, B. plakortidis, B. pocheonensis, B. polyfermenticus, B. polygoni, B. polymachus, B. praedii, B. pseudalcaliphilus, B. pseudofirmus, B. pseudoflexus, B. pseudomegaterium, B. psychrosaccharolyticus, B. pumilus, B. cf. pumilus SG2, B. purgationiresistens, B. qingshengii, B. racemilacticus, B. rhizosphaerae, B. rigiliprofundi, B. rubiinfantis, B. ruris, B. safensis, B. salarius, B. salitolerans, B. salmalaya, B. salsus, B. sediminis, B. selenatarsenatis, B. senegalensis, B. seohaeanensis, B. shacheensis, B. shackletonii, B. shandongensis, B. similis, B. simplex, B. sinesaloumensis, B. siralis, B. smithii, B. solani, B. soli, B. solimangrovi, B. songklensis, B. sporothermodurans, B. stamsii, B. subterraneus, B. subtilis group, B. swezeyi, B. taeanensis, B. taiwanensis, B. terrae, B. testis, B. thaonhiensis, B. thermoalkalophilus, B. thermoamyloliquefaciens, B. thermoamylovorans, B. thermocopriae, B. thermolactis, B. thermophilus, B. thermoproteolyticus, B. thermoterrestris, B. thermotolerans, B. thermozeamaize, B. thioparans, B. tianmuensis, B. tianshenii, B. timonensis, B. tipchiralis, B. trypoxylicola, B. tuaregi, B. urumqiensis, B. vietnamensis, B. vini, B. vireti, B. viscosus, B. vitellinus, B. wakoensis, B. weihaiensis, B. wudalianchiensis, B. wuyishanensis, B. xerothermodurans, B. xiamenensis, B. xiaoxiensis, B. zeae, B. zhangzhouensis, B. zhanjiangensis.

Примечание. Виды и штаммы бактерий, которым не присвоены имена собственные, имееющие только буквенно-цифровое обозначения, здесь не упомянуты.

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 — восковиднаяпалочка. 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 (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.

Дата добавления: 2014-12-27 ; просмотров: 7935 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Предисловие

Методы частной бактериологии являются продолжением первой части, «Методы общей бактериологии», изданной кафедрой микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы Ульяновской ГСХА в 1998 году. В отличие от первой части, методология данной нацелена на идентификацию конкретного рода или вида микроорганизмов, играющих роль в инфекционной патологии человека и животных, передающихся людям с пищевыми продуктами. В предлагаемой второй части учебного пособия используются методики, приведенные в первой части, но без конкретного описания. Изучавший курс микробиологии уже должен освоить эти методики, и в дальнейшей своей работе по идентификации бактерий, опираясь на них, проводить работу теми методами, что приведены в данной части учебного пособия.

Методический материал, излагаемый в данном учебном пособии, не является каноническим, инструктивным, нормативно-техническим, что позволило составителям продемонстрировать разнообразие схем исследования и методологических приемов, опирающихся на физиологические и биохимические свойства тех или иных микроорганизмов. К тому же нормативно-технические инструкции зачастую не отражают современную тенденцию лавинообразного появления новых таксонов, расширения тестов бактериологического исследования, позволяющих проводить идентификацию микроорганизмов, что обусловлено расширяющимся спектром бактериальных культур, причисляемых к патогенным или условно-патогенным видам, или появлением новых патогенных биовариантов и штаммов.

«…Также наставлю тебя в причинах и знаках болезней.

Бури, предвестницы зим, не чаще бросаются с моря,

Чем нападают на скот болезни: и не одиночек

Губит коварный недруг, но стадо целое сразу, –

Скот и надежду его и все со старшими племя…

Смерти весь род предала животных домашних и диких,

И отравила пруды, и заразой луга напитала…

Целые толпы зараз предает она смерти и в самых

Стойлах груды валит, гниющих в гнусном распаде

Тел, пока их землей не засыплют и в яму не скроют.

Даже нельзя было кож применять и внутренних вымыть

Чистой водою частей, иль пламенем справится с ними.

Также нельзя было стричь изъеденной грязью и хворью

Шерсти, касаться нельзя никому испорченной волны.

Если же кто надевать пытался лихие одежды,

То пупыри у него горячие, с мерзостным потом

Вдруг возникали на членах зловонных, и через немного

Времени хворую плоть священным огнем разъедало…»

ВЕРГИЛИЙ «Сельские поэмы»

«…отчего происходят болезни, откуда

Может внезапно прийти и повеять поветрием смертным

Мора нежданного мощь, и людей и стада поражая,

Я объясню. Существует немало семян всевозможных,

Из которых одни животворны,

Но и немало таких, что приводят к болезни и смерти,…»

ТИТ ЛУКРЕЦИЙ КАР «О природе вещей»

(перевод Ф. Петровского).

Введение

Заселившие Землю примерно 4 миллиарда лет назад микроорганизмы и в настоящее время являются самой многочисленной группой живых существ, составляя третье царство, которое по предложению Геккеля (1866) имеет собирательное название –протисты. В свою очередь, протисты подразделяются на высшие и низшие. Высшие протисты, клетки, которых сходны с животными и растительными клетками, являются эукариотами. К низшим протистам относятся бактерии (включая и риккетсии) и сине-зеленые водоросли, сильно отличающиеся по строению своих клеток от всех других организмов и имеющие общее название –прокариоты.

По своему химическому составу все живые существа нашей планеты во многом сходны. Их важнейшими компонентами являются ДНК, РНК, белок. Основная физическая единица живого так же универсальна – это клетка. Однако строение клеток прокариот (бактерий и сине-зеленых водорослей), с одной стороны, и клеток животных и растений (в том числе микроскопически малых) – эукариот, с другой стороны, позволяют говорить о весьма существенных различиях между двумя этими группами.

Прокариотов можно рассматривать как реликтовые формы, сохранившиеся с давних времен, а появление эукариотических форм рассматривают как гигантский скачок в эволюции организмов. Однако микроорганизмы, и, в частности, прокариоты, испытывая непрерывное влияние окружающей среды, пожалуй, как ни одна другая форма жизни, постоянно эволюционируют. Заполняя на планете все сколько-нибудь пригодные для жизни экологические ниши, они проходят отбор на выживание, изменяя свои свойства – фенотипические признаки. В свою очередь, измененные прокариоты (в том числе и патогенные для животных и людей) влияют на эволюционные изменения этих животных и человека, являясь одним из факторов естественного отбора. Создание и развитие научно-техно­ло­ги­ческой цивилизации позволяет человеку в какой-то степени влиять на данный фактор эволюционного процесса, сдерживая, а в некоторых случаях и ликвидируя те или иные причины естественного, биологического отбора. Инфекционная микробиология, изучающая микроорганизмы патогенные или условно-патогенные для человека и животных, и является тем инструментом, что позволяет сдерживать или ликвидировать некоторые причины биологического отбора. Одной из задач инфекционной микробиологии является установление наиболее оптимальных схем и методов идентификации бактерий, изучение их биологических свойств, разработка способов быстрого типирования инфекционного агента. Для искомой типизации можно использовать различные способы: серологические (РА, РСК, РНГА, РДП и т.п.), иммуноаналитические (ИФА, РИА, ФИА и т.п.), генетические (ДНК-ДНК гибридизация, ПЦР и др.), но в любом случае первоначальные исследования по выявлению инфекционного агента и его идентификации будут чисто бактериологическими. Опираться эти исследования должны на фенотипические признаки, характерные для того или иного рода, вида, биотипа бактерий. В предлагаемом учебном пособии приводятся наиболее характерные из доступных для исследований бактериологические тесты, а также фенотипические признаки патогенных и условно-патогенных бактерий. Для описания более детальных исследовательских тестов, направленных на изучение таксономического положения бактерий в систематике, их номенклатуры, существует специальная литература.

Бактерии рода Bacillus

Прямые палочки до 10 мкм, с закругленными или обрубленными концами, часто в парах или цепочках. Подвижные (кроме В. anthracis) за счет перитрихиальных жгутиков. Образуют эндоспоры, характеризующиеся повышенным коэффициентом светопреломления, устойчивостью к повреждающим агентам и высоким содержанием дипиколиновой кислоты (5-20% сухой массы). Клетка-спорангий образует одну эндоспору. Род включает 48 видов; некоторые виды — строгие аэробы, другие — факультативные анаэробы. Возможно изменение окрашивания по Граму, но на ранних стадиях роста бактерии грамположительны. Хемогетеротрофы, метаболизм строго дыхательный или дыхательный и бродильный одновременно (редко строго бродильный); большинство видов образуют каталазу. Род Bacillus содержит несколько патогенных для человека видов (табл. 1); типовой вид — Bacillus subtilis.

Таблица 1. Поражения, вызываемые различными видами рода Bacillus

Поражение	Возбудитель	Образцы для исследования
Сибирская язва	В. anthracis	Отделяемое из очагов поражения*, кровь, СМЖ, сыворотка (для серологии)
Бактериемии, септицемии	В. alvei, В. cereus, В. megaterium, В. pumilus, В. sphaericus, В. subtilis	Кровь
Менингиты	В. alvei, В. circulans, В. megaterium, В. pumilus, В. sphaericus, В. subtilis	СМЖ
Глазные инфекции**	В. brevis, В. cereus, В. coagulans, В. subtilis, В. thuringiensis	Биоптаты роговицы и стекловидного тела
Пневмонии	В. cereus, В. sphaericus, В. subtilis	Мокрота, промывная жидкость бронхов, биоптаты легочной ткани, плевральная жидкость (при наличии)
Эндокардиты	В. cereus, В. subtilis	Кровь
Пищевые токсикоинфекции	В. cereus, В. megaterium	Подозрительная пища (25-50 г), Испражнения, рвотные массы***.

* — один образец для выделения и один для микроскопии.

** — включают язвы роговицы, эндофтальмиты, кератиты, иридоциклиты, панофтальмиты и абсцессы глазницы.

*** — следует определить количественные соотношения с прочими бактериями.

Bacillus anthracis

Возбудитель сибирской язвы у человека и животных. Заболевание известно с глубокой древности, со времен Гиппократа и Гомера, Галена, Цельса и Вергилия болезнь фигурирует под названием «священный огонь» (ignis sacer) или «персидский огонь» (ignis persicus). Русские врачи Колывано-Воскресенских заводов на Алтае А. Эшке (1758) и Н. Ножевщиков (1762) представили в медицинскую коллегию подробные сведения о данном заболевании, включая клинику, эпидемиологию и связь с аналогичной болезнью у животных. В 1766 году Моран доложил о данной болезни в Академии наук в Париже, что является первой научной работой по сибирской язве за рубежом. В 1769 г. Фурнье выделил сибирскую язву в отдельную нозологическую единицу. С.С. Андриевский, изучавший заболевание во время эпидемии на Урале (1786-1788), дал ему название «сибирская язва», а в 1788 г. путем самозаражения доказал единство этиологии сибирской язвы у людей и животных. Возбудитель впервые описали Поллендер, Брауэлл (1849) и Давэн (1850). Чистую культуру возбудителя описал профессор Дерптского русского ветеринарного училища Ф. Брауэль (1857-1858). В своих опытах ему удалось заразить различных животных. Кох (1876) предложил питательные среды для размножения данных микроорганизмов, а в 1881г. Пастер предложил живую вакцину для иммунопрофилактики заболевания. В связи с монополизацией ее производства Пастеровским обществом, Л.С. Ценковский независимо создал отечественную живую вакцину. В 1902 г. Асколи разработал диагностическую реакцию преципитации, широко используемую на практике.

Распространение

Сибирская язва — типичный зооантропоноз; среди животных наиболее восприимчивы травоядные, но отмечены случаи заболевания среди зайцев, кошек и собак; у человека носит выраженный профессиональный характер (сельскохозяйственные рабочие, работники боен, шерстобиты и щеточники). Наиболее интенсивные очаги заболевания находятся в Азии (Турция, Иран, Китай, Монголия, Индия), Южной Африке, Южной Аме­рике (Аргентина) и Австралии; спорадические случаи регистрируют в Европе, России и США. Ежегодно сибирской язвой заболевает около 1 млн. животных и регистрируется около 40 тыс. случаев заболевания у людей.

Животные заражаются при заглатывании спор во время выпаса или при поедании загряз­ненных кормов. У животных преобладают ангинозная, карбункулезная, кишечная и септическая формы заболевания, т.е. возбудитель проникает через микротравмы ротовой полости или стенку кишечника. Больные животные выделяют сибиреязвенные палочки с мочой и испражнениями. Бо­лезнь быстро прогрессирует в течение 2-3 суток, а при молниеносных формах – в течение нескольких часов; летальность достигает 80%. Клинические признаки болезни (судороги, диарея с кровью) проявляются непосредственно перед гибелью животного.

Человек заражается при контакте с инфицированным материалом (уход за больными животными, переработка шерсти, шкур, щетины, кож и костей), либо при употреблении в пищу мяса больных животных. Пути заражения — ингаляция, заглатывание или проник­новение через порезы и ссадины кожи спор Bacillus anthracis. Различают профессиональ­ные (сельскохозяйственные, промышленные) и непрофессиональные (бытовые, случай­ные) группы заболевания. Ежегодно в мире регистрируют 25-100 тыс. случаев заражения.

Значительную эпидемическую опасность представляют скотомогильники, особенно если трупы животных, павших от сибирской язвы, были зарыты без надлежащих предо­сторожностей.

В сельских районах заболеваемость носит сезонный характер, пик заболеваемости прихо­дится на летние месяцы.