Спирохеты
Общая характеристика спирохет.
Спирохетозы – это группа инфекционных заболеваний, вызываемых спиралевидными бактериями, характеризующиеся общей интоксикацией и видовой цикличностью развития.
Таксономия:
Семейство: Spirochaetaceae, LeptospiraceaeРод: SpirochaetaLeptospira
Морфология: длинные, тонкие, спирально-изогнутые микроорганизмы, размеры 0,1-0,3х5-250 мкм. Центральной структурой является протоплазматический цилиндр, в котором содержатся цитоплазма, нуклеоид, рибосомы 70S и ферменты, окружен цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой. Протоплазматический цилиндр имеет постоянную спиралевидную форму, благодаря пептидогликану, образуя первичные завитки. Их число, тип, шаг, угол наклона варьируют у разных видов. Вторичные завитки в результате изгиба всего тела. Вокруг спиралевидного цитоплазматического цилиндра располагается периплазматический жгутик (жгутики), один конец его прикреплен к одному из полюсов протоплазматического цилиндра, а другой – к последнему примерно посередине клетки, количество жгутиков от 2-100 (одна половина прикреплена к одному полюсу, а вторая – к другому полюсу). Периплазматические жгутики спирально обвивают протоплазматический цилиндр, образуя осевую нить, поверх которой располагается многослойная наружная мембрана (наружная оболочка спирохеты); жгутик расположен между ней и цилиндром (периплазматический жгутик или эндожгутик).
Отличия от энзожгутиков:
· постоянно обвиваются вокруг тела клетки;
· полностью расположены внутри клетки;
· сокращаются вращением вокруг своей оси, поступательно и сгибательно;
· сохраняют подвижность в среде с относительно высокой вязкостью.
· Спор и капсул не образуют. При неблагоприятных условиях образуют цисты в результате сворачивания в клубок.
Тинкториальные свойства: плохо окрашиваются анименовыми красителями, кроме боррелий, грамотрицательные, применяют метод серебрения по Морозову.
Культуральные свойства: требовательны к питательным средам, необходимо добавлять нативный белок, углеводы, жирные кислоты. По способу запасания энергии различают анаэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы и аэробы. Оптимальная температура для лептоспир и боррелий 28-30?C.
Биохимические свойства: каталаза-, уреаза-, оксидаза- отрицательные, реакция Фойгеса-Проскауэра “-”, не восстанавливают нитраты.
Резистентность: зависит от рода и вида.
Роль в патологии.
Трепонемы являются возбудителями сифилиса, фрамбезии, пинты, беджеля;
Боррелии – эпидемического и эндемического клещевого возвратного тифов, лайм-боррелиоза;
Лептоспиры – лептоспирозов.
Общие признаки спирохетозов:
· циклическое течение;
· обнаружение возбудителя в крови и тканях;
основные методы микробиологической диагностики: бактериоскопический и серологический.
ТРЕПОНЕМЫ(СИФИЛИС)
Сифилис - хроническое инфекционное венерическое заболевание, характеризующееся волнообразным течением, чередованием периодов активности клинического проявления болезни с длительными латентными периодами.
Морфология: спиралевидные бактерии размером 6-14х0,2-0,3 мкм, число первичных завитков от 8 до 12, расположенные на равном расстоянии друг от друга; от концов клетки отходят три периплазматических жгутика. Спор и капсул не образуют, но в организме экспериментальных животных могут синтезировать мукополисахаридной природы капсулоподобный чехол. При неблагоприятных условиях могут превращаться в цисты, зернистые и кистоподобные сферические тела.
Тинкториальные свойства: плохо окрашиваются анилиновыми красителями, граммоотрицательны, по Романовскому-Гимзе – в слабо-розовый цвет (pallidum – бледная), осуществляют метод серебрения по Морозову и негативное контраститрование по Бурри, наиболее эффективное изучение в темнопольном или илифазовоконтрастном микроскопе.
Культуральные свойства: облигатные анаэробы, хемоорганогетеротрофы, оптимальная температура - 35°C, при температуре выше 40°C теряют жизнеспособность. Очень требовательны к питательным средам; необходимо добавление почечной, мозговой ткани или асцитической жидкости. Выросшие на питательных средах трепонемы (“культуральные” штаммы) становятся более грубыми, короткими, полиморфными, утрачивают иммуногенность и патогенность. Трепонемы хорошо растут, не теряя своих иммунногеных и патогенных свойств в тестикулах кроликов, в куриных эмбрионах – “тканевые” штаммы, что используется для выделения и изучения возбудителя от больных.
Биохимические свойства: малоактивны, разлагают глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, маннит с образованием кислоты; образуют индол и сероводород, разжижают желатин; восстанавливают нитрат серебра в металлическое серебро, что придает тканям черную или темно-коричневую окраску.
Антигенная структура: сложная, белки наружной мембраны (термолабильные, разрушающиеся при 76-80°C, полисахариды (термостабильные); липопротеиды, являющиеся перекрестно-реагирующими антигенами, общими для человека и крупного рогатого скота, например, кардиолипиновый антиген – это экстракт липопротеидов из сердца быка, используется в серологических реакциях в диагностике.
Факторы патогенности:
а) токсины:
- эндотоксин (ЛПС клеточной стенки);
б) ферменты патогенности не выявлены;
в) структурные и химические компоненты клетки:
подвижность за счет жгутиков;
адгезины;
белки наружной мембраны.
Резистентность: чувствительны к воздействию факторов внешней среды, УФЛ, высушиванию, высоким температурам (при 40°C в течение 1 часа теряют патогенные свойства, при 48°C погибают через 10 мин); дез. растворы в рабочих концентрациях оказывают губительное действие; выдерживают низкие температуры (на холоде сохраняются до 50 суток, при замораживании до 1 года), в цельной крови и сыворотке при 4°C остаются жизнеспособными в течение 24 часов; чувствительны к солям тяжелых металлов и антибиотикам (пенициллин, эритромицин, карбенициллн и др.)
Эпидемиология.
Источник инфекции – больной человек. Бактерионосительства при сифилисе не бывает.
Путь передачи:
1)контактный: а) прямой; б) непрямой.
2) трансплацентарный (от матери новорожденному);
3) трансфузионный.
Входные ворота: слизистые оболочки половых органов, ротовой полости и т.д., кожа с нарушением целостности.
Роль и патологии
Сифилисом болеют только люди. Экспериментально можно заразить обезьян, кроликов, хомяков. У обезьян образуется твердый шанкр, у кроликов и хомяков – генерализованная хроническая инфекция.
Патогенез:
А. Инкубационный период 3-4 недели (21-24 дня). Возбудитель размножается во входных воротах и регионарных лимфатических узлах.
Б. Первичный сифилис – развивается первичный очаг (аффект), образуется в месте внедрения безболезненная язва с плотным основанием (твердый шанкр, от франц. chancre – язва), отмечается регионарный лимфаденит. Первичные период длится 6 –7 недель и делится на 2 фазы: 1 фаза (первые 3 недели) – первичные серонегативный сифилис; 2 фаза (с 3 по 4 недели) – первичный серопозитивный сифилис.
В. Вторичный сифилис – фаза генерализованнойспирохетемии, наступает через 6 недель после появления твердого шанкра и продолжается 3-4-6 лет, поражаются внутренние органы и нервная система. Характерный симптом – розовато-красные папулезно-розеолезные и пустолезные высыпания (сифилиды) на коже (вторичный свежий сифилис). Под действием иммунной системы (ZgM и Щ) большинство спирохет погибает, что обуславливает периодическое исчезновение высыпаний (латентный период), часть спирохет сохраняется в лимфатических узлах и внутренних органах, при снижении активности защитных реакций высыпания проявляются вновь (вторичный рецидивирующий сифилис).
Г. Третичный период (висцеральный сифилис) – обычно развивается через 3-4 года при отсутствии лечения, появляются грануляционные разрастания во внутренних органах – гумм (от лат. gummi – камедь), склонных к распаду и рубцеванию, развивается инфекционная аллергия по типу ГЗТ, образуются IgE и другие неспецифические продукты реагинового типа. Продолжительность периода – 8-10-15-20 лет. Больной сохраняет опасность заражения, но в меньшей степени, чем в инкубационном периоде, в первичном и вторичном сифилисе, особенно при локализации гранулём в полости рта или на половых органах.
Д. Четвертичный период (нейросифилис) развивается через 8-15 лет, специфическое поражение ЦНС (прогрессирующий паралич, спинная сухотка, сифилис мозга). В этот период в спинномозговой жидкости обнаруживают высокие титры специфических антител.
При инфицировании плода от больной матери развивается врожденный сифилис, часто приводящий к выкидышам во II половине беременности или мертворождениям.
При рождении больного ребенка различают:
а) ранний врожденный сифилис – клинические симптомы появляются сразу после рождения (папулезно-розеолезные высыпания, сифилитическая пузырчатка, остеохондриты, поражения внутренних органов и нервной системы (менингиты, энцефалиты);
б) поздний врожденный сифилис (в возрасте 5-15 лет) – характеризуется триадой Хетчинсона: кератит, “бочкообразные зубы”, глухота, иногда изменяются большеберцовые кости “саблевидные голени”.
Иммунитет:
Развивается через 10-11 дней инфекционный иммунитет (“шанкерный” иммунитет), повторного заражения не может быть или развивается абортный шанкр.
Отмечается волнообразное изменение реактивности организма: в I стадии реактивность снижена, образующиеся антитела не обладают протективностью, во II стадии – возрастает за счет клеточного иммунитета, но элиминации возбудителя не происходит, трепонемы образуют цисты и локализуются в стенке кровеносных сосудов, могут образовываться и?-формы, в III стадии формируется ГЗТ с образованием гранулём.
Микробиологическая диагностика:
При первичном и вторичном сифилисе применяют бактериоскопический метод для обнаружения возбудителя в твердом шанкре или сыпи (темно-польная и фазово-контрастная микроскопия, серебрение по Морозову – это гистологические препараты, импрегнированные серебром, спирохеты в виде черных спиралей.
Основное значение имеет серологическая диагностика:
Экспресс-диагностика: РИФ (непрямой метод).
Через 2-3 недели появляются ZgM, которые выявляют в РИФ (непрямой метод: сыворотка +инактивированные трепонемы РСК (реакция Вассермана) ставится с двумя диагностикумами: а) специфический трепонемный; б) неспецифический перекрестнореализующий кардиолипиновый антиген. Положительный результат – у 50 % больных через 2-3 недели, 75-90 % - при вторичном и начале третичного периода; при врожденном сифилисе – через 2-3 месяца после рождения.
Отметить, что реагиновые антитела представляют смесь ZgM и ZgА, обнаруживаются в сыворотке крови через 2-3 недели после заражения сифилисом, в ликворе через 4-8 недель.
Реакции преципитации п рименяют в различных модификациях, чаще ИФА (на выявление белков наружных мембран), иммунноблотинг на выявление антител. Некоторые авторы разделяют серологические методы на неспецифические и специфические.
Неспецифические тесты (без участия трепонем):
а) РСК;
в) РА частиц угля, нагруженных каридолипином на выявление реагинов плазмы.
Специфические тесты (с участием трепонем):
а) Реакция иммобилизации бледной трепонемы (реакция Нельсона-Мейера): потеря подвижности тканевой культуры бледной трепонемы в присутствии сыворотки крови больного сифилисом (на поздних сроках болезни);
б) РА (реакция микроаггмотикации);
кожно-аллергическая проба с взвесью убитых трепонем (аллерген люэтин) – (ГЗТ).
Профилактика:
а) неспецифическая – соблюдение личной гигиены;
б) специфическая не разработана.
Лечение:
а) антибиотики пенициллинового ряда, соли тяжелых металлов.
ЛЕПТОСПИРЫ
Лептоспироз – острое природно-очаговое инфекционное заболевание, характеризующееся интоксикацией, волнообразной лихорадкой, поражением кровеносных капилляров, почек, печени, ЦНС, сопровождающееся иногда желтухой, чаще – гемморагическим синдромом.
Морфология.
Тонкие извитые нити (leptos – тонкий, нежный, spira – спираль), размеры 7-15х0,07-0,014 мкм, с 12-18 мелкими первичными завитками, имеет вторичные завитки на концах, придающие им S- или С – образную форму. Встречаются и бескрючковые лептоспиры, обладающие пониженной вирулентностью. Первичные завитки тесно сжаты, при обычном увеличении не различимы (видны в электронном микроскопе). Спор, капсул не имеют. Очень подвижны (поступательные, сгибательные, вращательные, ротационные, змеевидные, волнообразные движения). Могут быть неподвижны в виде веревки.
Тинкториальные свойства.
Плохо окрашиваются анилиновыми красителями. Грамотрицательные. По Романовскому-Гимзе окрашиваются в розовый цвет, при импрегнации серебром по Морозову - коричневые или черные.
Культуральные свойства.
Для культивирования используют жидкие среды с добавлением кроличьей сыворотки (водно-сывороточная сред Уленгута, фосфатно-сывороточная среда) или полужидкие среды с гемолизированной кроличьей кровью, оптим. рН 7,2-7,4. Отметить, что очень чувствительны к изменению рН, требуют повышенной влажности сред (гидрофилы).
Условия культивирования:
Микроаэрофилы или строгие анаэробы.
Оптимальная температура 28-30°C.
Время – 3-7 дней (генерационное время в средах – 7-16 ч.)
На плотных и полужидких питательных средах растут в нескольких мм от поверхности в виде плоских дисков. При росте в жидких питательных средах визуального изменения не вызывает. О результатах роста судят по данным микроскопии в темном поле – их подвижности.
Биохимические свойства: малоактивны, у патогенных штаммов имеются цитохромные энзимы, каталаза, пероксидаза, липаза.
Антигенная структура: сложная, по химическому составу выделяют полисахаридные, липидные, полипептидные антигены. Различают родовые. видовые и вариантноспецифические антигены. Вариантноспецифические – поверхностные, ЛПС. Известны более 200 сероваров, объединенных в 38 серогруппы (более 100 сероваров патогенны для человека.
Факторы патогенности. Изучены недостаточно. Отметить, что обнаружены эндотоксино- и экзотоксиноподобные вещества:
Эндотоксин – вызывает общую интоксикацию, кровоизлияние за счет повышения проницаемости сосудов.
Токсическое вещество белковой природы. Обладает цитопатогенным действием. Инактивируется при 56°C через 20 мин.
Гемолизин обусловливает гемоноглобинурию, желтуху, анемию.
Ферменты агрессии: фибринолизин, плазмокоагулаза, липаза, каталаза, пероксидаза.
Адгезивные свойства.Подвижность за счет жгутиков.
Резистентность: относительно устойчивые. В воде открытых водоемов сохраняются долго (от 5-10 дней до 1 мнс.), в сырой почве 270 дней, в замороженном состоянии переживают месяцы, а при быстром замораживании (-70°C) – годы. Отметить, что на длительность сохранения в воде решающее значение оказывают рН среды. Со снижением рН длительность выживания уменьшается. Чувствительны: к нагреванию (погибают через 30 мин. при 56-60°C, 10 с – 70 °C); к высушиванию (в высушенной почве через 30 мин. теряют подвижность, через 3 часа – способность к размножению, в заболоченной почве – 200 час.); к дез. растворам (быстро погибают под воздействием хлорсодержащих растворов); к УФО; к антибиотикам: пенициллину, тетрациклину, левомицетину. Выживаемость в пищевых продуктах различна: моментально гибнут на поверхности сахара; на масле выживают 20 часов, на хлебе, печенье – 1 час; на поверхности сырых продуктов – от 30 мин. до 13 суток; 2-х часовая варка мяса или посол надежно освобождают его от лептоспир.
Эпидемиология:
Широко распространены в природе, основным резервуаром лептоспир в природе являются различные виды мелких млекопитающих: особенно грызунов. Существуют территориальные очаги лептоспирозов: природные (в лесной зоне по долинам рек, в заболоченных местах); хозяйственные или антропургические (в городе и в селе, обусловлены заражением домашних животных от диких); сезонный (июль-август); смешанные.
Источник инфекции – грызуны (хронические носители лептоспир, выделяющихся с мочой), дикие и домашние животные. Причем больной человек не заразен. Механизм: урино-оральный.
Пути передачи:
а) основной – через воду (употребление для питья, купания), 75-98 % случаев.
б) алиментарный (чаще мясо и молоко).
в) контактный (при уходе за больными животными, забое, разделке туш). Отметить, что в постановке диагноза играет роль выяснение профессии пациента: заболевают чаще лица, работающие в животноводстве, мясокомбинатах, пастухи, ветеринары. В последнее время повысилась заболеваемость и носительство у собак. Характерна весенне-летняя сезонность (покосные вспышки).
Входные ворота: поврежденная кожа (достаточно экскориации), неповрежденные слизистые (ЖКТ, хотя кислая среда желудка губительна для лептоспир, глаз, мочеполовых органов).
Патогенез:
I фаза: (7-20 дней) – инкубационная, внедрение возбудителя в организм, благодаря активному движению быстро проникают в лимфоузлы, кровь –первичная бессимптомная бактериемия и первичная диссеминация возбудителя.
II фаза: (1 неделя болезни), бактериемия (вторичная), проникновение в органы и ткани (в основном паренхиматозные – печень, почки, легкие, оболочки мозга и т.д.), где возникают воспалительные и дегенеративные изменения. Клинически проявляется в резком повышении температуры (38-40°C), лихорадкой, сильной головной болью, мышечной болью (особенно в икроножных мышцах).
III фаза: (2 недели заболевания) – максимальное развитие токсемии. Поражение продуктами метаболизма лептоспир капилляров – капилляротоксиков.
Возможно:
Развитие геморрагического синдрома (гемморагии на коже, слизистых, внутренних органах);
Желтуха (обусловлена гемолизом и некротическими изменениями почечной паренхимы).
Нарушение мочеобразования и мочевыделения (повреждается эпителий почечных канальцев, коркового и подкоркового вещества органа).
Менингит (накопление лептоспир в СМ).
4 фаза - (3-4 неделя) – формирование нестерильного иммунитета, нарастание антител в крови, возбудитель может длительно сохраняться в почках.
5 фаза (4-5 неделя) – освобождение организма от возбудителя.
Иммунитет: постинфекционный, стойкий, длительный, серовароспецифический. Ведущая роль – гуморальным факторам: агглютининам, преципитинам, лизинам, комплементсвязывающим антителам.
Микробиологическая диагностика (см. схему).
Отметить, что для идентификации патогенных сапрофитных лептоспир используется бикарбонатный тест – отсутствие роста патогенных при 1 % растворе бикарбоната натрия. Микроскопия эффективна после предварительного центрифугирования материала. Биологический тест – заражают хомяков и кроликов, через 48-72 ч. проводят микроскопию внутрибрюшного экссудата и крови, через 10-14 дней животные погибают, осуществляют посевы внутренних органов.
Профилактика:
а) неспецифическая:
строгий санитарно-бактериологический контроль водоемов;
борьба с грызунами;
ветеринарно-санитарный надзор за животными;
запрещение купания, использование воды для питья из подозрительных водоемов;
б) специфическая
поливалентная убитая феноловая вакцина с антигенами серогруппыicterohaemorragiae, arippotyphosae, pomonae, полученная А.А.Варфоломеевой и Г.Н.Ковальским, лептоспирозная вакцина (вакцинируют группы риска); по эпид. показаниям.
Лечение:
а) неспецифическое: антибиотики: пенициллин, тетрациклин.
б) специфическое: противолептоспирозный иммуноглобулин (гетерогенный из гипериммунной сыворотки волов)
Возвратный (вшивый) тиф – это острая трансмиссивная инфекция, проявляющаяся рецидивирующими приступами лихорадки и общей интоксикацией.
Таксономия: Borreliarecurrentis(спирохетаОбермейера).
Морфология: спиралевидные бактерии, 3-8 неравномерных крупных завитков, концы заострены, размеры 0,2-0,5х3-20 мкм, очень подвижны: сгибательные вращательные и поступательные движения за счет 7-30 фибрилл, на каждом конце клетки, которые обвиваются вокруг тела. и частично перекрываются в середине организма с фибриллами, начинающимися от другого конца. Спор и капсул не образуют.
Тинкториальные свойства: граммотрицательны, хорошо окрашиваются анилиновыми красителями, по методу Романовского-Гимза – в сине-фиолетовый цвет.
Культуральные свойства: Микроаэрофилы.
Оптимальная температура 28-30 °C.
Сложные питательные среды: кровь или сыворотка + ткани животного происхождения +_ факторы роста: длинноцепочечные жирные кислоты.
Культивирование в курином эмбрионе.
Отметить, что при культивировании боррелии утрачивают патогенность.
Биохимические свойства: глюкоза усваивается гликометическим путем с образованием молочной кислоты.
Антигенная структура: слабо изучена, во время заболевания строение антигенов изменяется за счет внутригеномных рекомбинаций.
Факторы патогенности:
эндотоксин;
подвижность;
адгезины;
белки наружной мембраны.
Резистентность: во внешней среде малоустойчивы: при 50 °C погибают в течение 20-30 мин, в питательной среде могут сохраняться от 5-7 дней до 2-3 месяцев, в крови при температуре 4°C – 1-2 месяца.
Эпидемиология: антропоноз, источник больной человек, особенно в период лихорадочного приступа, переносчик – платяная вошь, реже головная (вошь заражается через 4 дня после сосания крови больного и сохраняет спирохеты в течение 28 дней).
Механизм заражения: через поврежденную при укусе кожу или через расчесы при втирании гемолимфы раздавленной вши.
Патогенез, клинические симптомы.
Инкубационный период – 3-10 дней.
Через кожу боррелии попадают в лимфатическую систему, захватываются мононуклеарными фагоцитами, размножаются, затем поступают в кровь, появляются озноб, лихорадка. Через несколько дней вырабатываются антитела, боррелии гибнут, и лихорадка прекращается, но освобождается эндотоксин, который вызывает общую интоксикацию, действует на клетки эндотелия сосудов (геморрагические инфаркты в печени, селезенке, возможен менингит).
Стадии болезни:
I период – первичный лихорадочный (7-10 дней);
2период – нормализация температуры в течение 4-10 дней;
III период – вторичный лихорадочный.
Указанные циклы могут повторяться до 7-10 раз.
Иммунитет: постинфекционный непродолжительный, нестойкий, гуморальный.
Микробиологическая диагностика:
основной метод – микроскопический (исследуют кровь в период лихорадки; костный мозг – в период ремиссии), окраска по методу Романовского-Гимза.
биологический метод – заражают белых мышей или молодых крыс, через 2-4 дня проводят исследование (морские свинки не чувствительны к B.recurrentis);
серологический метод: реакция лизиса, РСК, реакция иммобилизации боррелий сывороткой больного, реакция нагрузки боррелий тромбоцитами.
Профилактика:
а) неспецифическая – борьба с педикулезом;
б) специфические меры не разработаны.
Лечение: неспецифическое – антибиотики пенициллинового, тетрациклинового ряда, левомицетины.