Возбудитель ботулизма Сlostridium. botulinum (от лат. botulus — колбаса) вызывает остропротекающий кор- мовой и пищевой токсикоз. Возбудитель — строгий анаэроб, который размножается и выделяет сильнейший экзотоксин в колбасе, ветчине, грибах домашнего консервирования. Болезнь

развивается вследствие воздействия ботулинического токсина на организм, характеризуется поражением центральной нервной системы и сопровождается парезами двигательных мышц.

Ботулизм описан в середине XVIII в., его название связано с появлением болезни у людей в результате употребления в пищу кровяной колбасы. Возбудитель же был открыт в 1896 г. Ван Эрменгемом, который выделил его из зараженной ветчины, а также селезенки человека, погибшего от ботулизма.

При консервировании продуктов, загрязненных спорами ботулизма, при нарушении технологического процесса стерилизации споры прорастают и начинают продуцировать экзотоксин. Дальнейшее изучение показало, что в природе существует семь сероваров Сl. botulinum (А, В, С, D, E, F и G), которые различаются между собой по антигенной структуре экзотоксинов.

Морфология. Сl. botulinum в окрашенных препаратах имеет вид крупных палочек с закругленными концами длиной 4–9 и шириной 0,6–0,8 мкм. Бактерии располагаются изолированно или парами, иногда в виде коротких цепочек. Микроб образует капсулу, подвижен (перитрих), споры чаще располагаются субтерминально, поэтому палочки со спорами имеют вид теннисных ракеток.

Культивирование. Возбудители ботулизма — строгие анаэробы. Для культивирования применяют специальные среды: глюкозо-кровяной агар Цейсслера, печеночный агар с глюкозой, агар столбиком с глюкозой, среду Китта — Тароцци, бульон Хоттингера под вазелиновым маслом с кусочками печени и 0,5–1,0% глюкозы.

Оптимальная температура для роста и токсинообразования бактерий сероваров А, В, С, D составляет 35°С, для сероваров Е и F — 28–30°С. Споры возбудителей ботулизма сероваров Е и F могут прорастать, размножаться и образовывать токсин даже при 4°С, развитие и токсинообразование сероваров А и В возможно при 10–55°С. Оптимум рН для них — 7,4–7,7.

Среда Китта — Тароцци мутнеет, со временем появляется осадок, и бульон становится прозрачным, культура издает запах прогорклого масла.

На агаре Цейсслера вырастают мелкие прозрачные колонии с ровными или изрезанными краями, окруженные зоной

гемолиза. Колонии одного штамма неоднородны и могут быть нескольких типов. В глубине сахарного агара образуют колонии в виде чечевицы или комочков ваты с уплотненным центром.

Биохимические свойства. Сl. botulinum среды с сахарами ферментирует с образованием газа и кислоты глюкозу, левулезу, мальтозу, глицерин, декстрин, салицин, адонит, инозит и не разлагает галактозу, сахарозу, дульцит, маннит, арабинозу и рамнозу. Однако эти свойства непостоянны и не могут служить критерием идентификации микроба и дифференциации его сероваров.

Токсинообразование. В анаэробных условиях в организме животных, субстратах растительного и животного происхождения, а также на специальных питательных средах Сl. botulinum синтезирует чрезвычайно сильный экзотоксин, относящийся к группе нейротоксинов. Самый сильный токсин вырабатывает серовар А.

Каждый из семи сероваров возбудителя ботулизма образует токсин, имеющий только ему присущую антигенную структуру. В составе токсина различают не менее пяти факторов: нейротоксин, гемолизин, гемолизин-гемагглютинин, липазу и протеазу. Токсическими факторами Сl. botulinum также служат ферменты патогенности и среди них протеиназы, лецитиназы и декарбоксилазы.

Устойчивость. Вегетативные клетки возбудителя малоустойчивы к воздействию различных факторов внешней среды. Температура 80°С убивает их через 30 мин, кипячение — через 2–5 мин.

Резистентность спор очень высокая. В высушенном состоянии они сохраняют жизнеспособность десятилетиями. К нагреванию споры более устойчивы в среде, содержащей значительное количество жира, наличие ионов железа, кальция, высокая концентрация сахарозы также повышают термоустойчивость.

Споры клостридий ботулизма сероваров А, В и F наиболее устойчивы к кипячению, а споры сероваров А и В хорошо переносят кипячение (100°С) в течение 5 ч и погибают только через 6 ч. Поэтому более надежный способ обезвреживания спор возбудителя ботулизма — автоклавирование в течение не менее

30 мин при 120°С. Споры хорошо переносят низкие температуры и не погибают при –19°С; при –16°С сохраняются до 1 года, но часть их при этом разрушается. Желудочный сок и пищеварительные ферменты их не разрушают.

Споры также устойчивы и к различным химическим бактерицидным веществам. В 5%-ном феноле сохраняют жизнеспособность 1 сут.; 10%-ный раствор соляной кислоты убивает их при комнатной температуре через 1 ч; 40%-ный формалин в двукратном разведении — через 24 ч; этиловый спирт — через 2 мес. В среде, содержащей 14% поваренной соли, они выживают 2 мес.

Ботулинический экзотоксин в жидких средах разрушается при кипячении через 15–20 мин, в твердых субстратах — через 2 ч. Протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта (пепсин, трипсин) не разрушают токсины сероваров А, В, С, D, F, но усиливают активность токсина серовара Е. В кислой среде при рН 3,5–6,8 устойчивость токсинов выше, чем в щелочной; при рН 7,8 они значительно снижают свои токсические свойства; рН выше 8,5 их инактивирует.

Патогенность. Наиболее чувствительны к ботулиническому токсину лошади, у них болезнь чаще вызывают токсины серовара В, реже — сероваров А и С. Крупный рогатый скот, а также коз и овец поражает токсин сероваров С и D. Свиньи в естественных условиях проявляют к ботулизму значительную устойчивость, однако экспериментально заболевание можно вызвать всеми сероварами токсина. Собаки, кошки, волки и другие хищники более резистентны. Исключение составляют норки, которые проявляют высокую чувствительность к ботулизму и поражаются чаще всего токсином серовара С. Описан ботулизм песцов, черно-бурых лисиц и ондатр. К ботулизму восприимчивы более 36 видов птиц.

Чувствителен к ботулизму и человек; в качестве этиологических факторов выделены клостридии сероваров А, В и Е.

Лабораторные животные (белые мыши, морские свинки и кролики) восприимчивы к ботулиническим токсинам всех сероваров.

Лабораторная диагностика. Биологическое исследование направлено на обнаружение ботулинических токсинов различных сероваров. Пробы патологического материала растирают

с физиологическим раствором, затем для экстрагирования выдерживают при комнатной температуре 1–2 ч, пропускают через ватно-марлевый фильтр. Цитратную кровь и сыворотку не разводят, но исследуют сразу после взятия, так как токсин в них разрушается очень быстро.

Для постановки биопробы берут четырех белых мышей массой по 16–18 г каждая. Двум из них исследуемый материал (0,5– 0,8 мл) вводят внутрибрюшинно или внутривенно (в хвостовую вену). Две другие остаются контрольными, им вводят предварительно прогретый в течение 30 мин при 100°С экстракт. При наличии ботулинического токсина две первые мыши гибнут через 1–4 сут., контрольные остаются живы.

Типизацию токсина проводят в реакции нейтрализации с гомологичными антитоксическими сыворотками согласно прилагаемому к ним наставлению.

Выпускается диагностический набор для обнаружения в кормах при помощи ПЦР (фирма «Биоконтроль»).

Иммунитет и средства специфической профилактики. При ботулизме иммунитет антитоксический. У восприимчивых животных естественный иммунитет к ботулизму отсутствует, перенесенное заболевание также не формирует иммунитет.

Для специфической профилактики ботулизма используют анатоксины, преципитированные квасцами или сорбированные на гидроксиде алюминия. Из животных вакцинируют только норок. Они очень чувствительны к токсину серовара С и при поедании недоброкачественных кормов заболевают ботулизмом. Для лечебных целей выпускают антитоксическую сыворотку.

ВОЗБУДИТЕЛЬ

СТОЛБНЯКА

Возбудитель столбняка Сlostridium tetani вызывает остропротекающую неконтагиозную раневую инфекцию, при которой нервная система животного поражается экзотоксином микроба.

Болезнь возникает в результате различных травм и ранений при условии внесения в них спор возбудителя, что возможно при попадании почвы, содержащей споры возбудителя, и сопровождается тоническими и клоническими судорогами мышц.

Возбудитель столбняка был открыт Н. Д. Монастырским в 1883 г. и А. Николайером в 1884 г., чистая культура была вы- делена в 1889 г. С. Китазато.

Морфология. Сl. tetani — тонкая палочка длиной 3–12 и шириной 0,3–0,8 мкм. Столбнячная палочка капсулу не обра- зует, подвижна (перитрих), имеет до 20-ти и более жгутиков. Споры формируются в культурах обычно на 2–3 сут., они так- же образуются и в организме. Споры в 2–3 раза шире клетки, располагаются терминально, в результате этого бактерия при- обретает вид барабанной палочки.

Культивирование. Возбудитель столбняка — строгий анаэ- роб. На поверхности плотных питательных сред растет только в условиях анаэробиоза при остаточном давлении не выше 0,7 кПа. Оптимальные условия: рН — 7,4–7,6 и температура — 36–38°С.

В среде Китта — Тароцци обычно через 24–36 ч появляется равномерное помутнение с незначительным газообразованием, на 5–7-е сутки выпадает рыхлый осадок, среда при этом стано- вится прозрачной. Культура столбняка издает своеобразный запах жженого рога.

На глюкозо-кровяном агаре в анаэробных условиях образу- ет нежные беловато-серые колонии с отростками и приподня- тым центром, иногда в виде мелких круглых, напоминающих капельки росы. Колонии окружены слабой зоной гемолиза (2– 4 мм). В глубине агара через 1–2 сут. вырастают плотные коло- нии, напоминающие чечевичное зерно. В столбике желатина на 5–12 сут. появляется рост в виде елочки и медленное разжиже- ние субстрата. Молоко свертывается на 5–7-е сутки с образова- нием мелких сгустков казеина, мозговая среда чернеет при про- должительном культивировании.

Биохимические свойства. В отличие от других патогенных клостридий он характеризуется слабой биохимической актив- ностью: не сбраживает моносахариды и многоатомные спирты. Однако некоторые штаммы могут ферментировать глюкозу в зависимости от концентрации в среде ионов железа.

Сl. tetani обладает слабыми протеолитическими свойства- ми, вызывая медленную ферментацию протеинов и пептонов до аминокислот, которые затем разлагаются с образованием угольной кислоты, водорода, аммиака, летучих кислот и ин- дола.

Токсинообразование. Возбудитель столбняка лишен факторов инвазивности, но обладает способностью синтезировать экзотоксин высокой активности. Столбнячный токсин получен и описан Э. Берингом и С. Китазато в 1890 г. Токсин обусловливает всю специфику патогенеза и клиническую картину столбняка.

Устойчивость. Вегетативные клетки Сl. tetani малоустойчивы к воздействию различных факторов внешней среды: погибают в течение 30 мин при 60–70°С, через 15–20 мин при воздействии обычных дезинфицирующих препаратов.

Споры, напротив, весьма резистентны. В почве, высохшем кале, на различных предметах, защищенных от света, они сохраняются в течение многих лет. Прямой солнечный свет инактивирует споры через 3–5 сут., при нагревании до 80°С сохраняют жизнеспособность 6 ч. При кипячении споры погибают через 30–50 мин, сухой жар (115°С) разрушает их только через 20 мин. Они также относительно устойчивы к различным дезинфектантам: 1%-ный раствор сулемы, 5%-ный раствор фенола убивают их через 8–10 ч; 1%-ный раствор формалина — за 6 ч; 0,5%-ный раствор соляной кислоты — за 30 мин; 10%-ная настойка йода — за 10 мин; 1%-ный раствор азотнокислого серебра — за 1 мин.

Патогенность. К столбняку восприимчивы все виды сельскохозяйственных животных, но наиболее чувствительны лошади. Болеют также собаки, кошки и дикие млекопитающие. Описаны случаи столбняка у кур, гусей и индюков. К столбнячному токсину исключительно восприимчив человек.

Лабораторная диагностика. В лабораторию направляют кусочки тканей из глубоких слоев раневых поражений, гной, выделения из ран.

При исследовании выделяют чистую культуру возбудителя столбняка и его токсин. Мазки окрашивают по Граму, наличие в препаратах грамположительных палочек с круглыми терминальными спорами, в виде барабанной палочки, дает основание подозревать столбняк.

Биопробу проводят для обнаружения токсина в патологическом материале и культуре. Исследуемый материал растирают в стерильной ступке с кварцевым песком, добавляют двойной объем физиологического раствора. Фильтрат вводят внутримышечно в бедро задней лапки дозой 0,5–1,0 мл. Из лабораторных животных наиболее восприимчивы белые мыши, морские свинки и кролики. Погибающие животные принимают характерную позу с искривлением тела и вытянутыми лапками. Их гибель наступает в промежутке от 10–12 ч до 5 сут.

Столбнячный токсин в культурах может быть обнаружен и при помощи реакций нейтрализации (РН) и непрямой гемагглютинации (РНГА).

Иммунитет и средства специфической профилактики. У нас в стране применяют высокоэффективный концентрированный столбнячный анатоксин, представляющий собой преципитат 1%-ного квасцового анатоксина, изготовленный из нативного столбнячного экзотоксина путем обработки его формалином, теплом, алюмокалиевыми квасцами и фенолом. Иммунитет наступает через 30 сут. после прививки и сохраняется у лошадей в течение 3–5 лет, у других видов животных — не менее года.

Для пассивной иммунизации и лечения больных животных предложена антитоксическая противостолбнячная сыворотка гипериммунизированных столбнячным анатоксином лошадей.

КЛОСТРИДИИ

ПЕРФРИНГЕНСА

Clostridium perfringens (Cl. welchii) был открыт и описан в 1982 г. Уэлчем и Нетталом. Вызывает инфекционную энтеротоксемию животных. Широко распространен в природе и встречается повсеместно, особенно большое количество его обнаруживают в почве, богатой гумусом. Основной резервуар сохранения возбудителя — здоровые люди и животные, в желудочно-кишечном тракте которых он размножается. Cl. perfringens выделяется с фекалиями во внешнюю среду, загрязняет почву, пастбища и корма, вначале вегетативными формами, а затем спорами, так как микроб быстро спорулирует и сохраняется длительное время. Таким образом, Cl. perfringens входит в состав нормальной микрофлоры кишечника, количество клостридий в 1 г содержимого кишечника доходит до 103–106. Микроб отнесен к санитарно-показательным микроорганизмам, хотя наличие спор не позволяет этого делать, так как споры длительно сохраняются в объектах внешней среды.

Морфология. Cl. perfringens грамположительные, неподвижные, толстые палочки длиной 4–8 и шириной 0,6–1,5 мкм. Под воздействием различных факторов (антибиотики, неблагоприятный состав среды и др.) форма бактерий может изменяться, поэтому в культуре наряду с типичными клетками обнаруживают длинные с заостренными концами нити, достигающие 100–145 мкм. В организме животных образует капсулу, когда входит в ассоциацию возбудителей, вызывающих газовую гангрену или злокачественный отек. Спорообразование может происходить в почве, кишечнике и пищевых продуктах.

Культивирование. Cl. perfringens самый нетребовательный из анаэробов, очень активный в биохимическом отношении и весьма патогенный. На среде Китта — Тароцци уже через 2–3 ч после посева дает равномерное помутнение и газообразование. Через 3– 5 дней среда просветляется и на дно выпадает белый осадок. Культура издает неприятный запах масляной кислоты. На поверхности плотных питательных сред образует колонии S-и R-формы. Cl. perfringens при росте на кровяном агаре через 12–18 ч образуют мелкие сероватые колонии, окруженные зоной гемолиза.

При культивировании на среде Вильсона — Блера в результате восстановления железа уже через 4–6 ч появляется сплошное почернение агара и сильное газообразование. Мозговая среда не чернеет.

Биохимические свойства. Протеолитические свойства Cl. perfringens: свернутую сыворотку и вареные кусочки мяса разжижают медленно — на 2–7-й день. Однако у большинства серотипов А протеолитическая активность выражена в значительной степени, они вырабатывают ферменты, разжижающие МПЖ уже через 24 ч. Характерной особенностью Cl. perfringens является способность свертывать лакмусовое молоко, при этом оно интенсивно створаживается с образованием губчатого сгустка.

Гликолитические свойства: все штаммы сбраживают с образованием кислоты и газа глюкозу, галактозу, мальтозу, лактозу, левулозу, сахарозу и не ферментируют маннит и дульцит.

Токсинообразование. На основании антигенного состава токсических факторов различают серовары А, В, С, D и F. Cl. perfringens вырабатывает сложный экзотоксин, образующий не менее 15 факторов патогенности. Сложный состав экзопродуктов бактерий этого вида определяет его разностороннее повреждающее действие и спектр патогенности.

Устойчивость. Вегетативные клетки малоустойчивы, резистентность же спор, напротив, очень высокая. Имеются данные, что споры различных серотипов А и С более устойчивы и выдерживают кипячение и даже автоклавирование в течение 1–3 ч.

По антигенному составу токсических факторов различают шесть сероваров C. perfringens — А, В, С, D, Е, F, вызывающих следующие болезни: C. perfringens серовар А вызывает злокачественный отек у людей и животных, пищевую токсикоинфекцию у лошадей, энтротоксемию у телят и свиней, некротический мастит у рогатого скота. C. perfringens В возбудитель анаэробной дизентерии у ягнят, телят, поросят, козлят, жеребят. C. perfringens С вызывает геморрагическую энтеротоксемию у овец, телят, поросят, ягнят, коз, верблюдов. C. perfringens D — возбудитель энтеротоксемии у овец, коз, телят, кроликов. C. perfringens Е выделяют при энтротоксемии у телят и ягнят. C. perfringens F вызывает некротический энтерит людей.