Xiv. палочки грамположительные аэробные
Возбудитель сибирской язвы
Бактериальное происхождение заболевания было отмечено еще в середине XIX века (А. Полландер, 1849 г.; К. Давейн, 1850 г.) В чистой культуре возбудитель был выделен в 1876 г. Р. Кохом. Само заболевание приобрело название «сибирская язва» из-за обширной эпидемии в Сибири в 1786-1788 г.г., которая была детально изучена С. Андриевским.
Классификация
Семейство Bacillaceae является весьма многочисленным и объединяет более 30 родов. В свою очередь, род Bacillus также включает несколько десятков отдельных видов.
Основным возбудителем заболеваний у животных и человека является Bacillus anthracis, который вызывает сибирскую язву. Название вида произошло от греческого anthrax (антракс – уголь) по виду сибиреязвенного карбункула – черного гнойного первичного очага в коже.
Среди других бацилл Bacillus cereus может вызывать у человека пищевые токсикоинфекции.
Морфология
Крупные неподвижные грамположительные палочки размерами 1х8-10 мкм, располагаются цепочками, окруженными общей капсулой. В неблагоприятных условиях вне организма образуют споры, которые чаще располагаются центрально.
Цепочки бактерий при микроскопировании напоминают «бамбуковую трость». При культивировании на средах с пенициллином палочковидные формы микробных клеток превращаются в глобулы (феномен «жемчужного ожерелья»).
Культуральные свойства
Неприхотливы к питательным средам. Хорошо растут на простых питательных средах. Вирулентны в R-форме – образуют крупные шероховатые колонии. Под микроскопом колонии напоминают «львиную гриву» или «голову медузы», имеют волокнистое строение.
Могут диссоциировать на S- (гладкие, авирулентные), М- (слизистые) и SM- (смешанные) колонии. При росте на жидких средах образуют осадок, напоминающий «комочки ваты».
Бактерии способны продуцировать гемолизин, но на кровяном агаре гемолиз либо отсутствует, либо проявляется очень медленно.
Биохимические свойства
Факультативные анаэробы. Биохимическая активность весьма выражена.
Разлагают глюкозу, мальтозу, сахарозу и другие углеводы, не разлагают лактозу, маннит и дульцит. Гидролизуют крахмал.
Восстанавливают нитраты в нитриты.
Белки разлагают до аммиака и сероводорода, желатин разжижают в виде «перевернутой елочки». Молоко свертывают на 3-5 сутки.
Выделяют ферменты каталазу, оксидазу, дегидрогеназу, лецитиназу.
Антигенная структура
Соматический антиген представляет собой полисахарид клеточной стенки; капсульный – полипептид D-глутаминовой кислоты, протективный антиген является рецепторной частью в токсическом комплексе возбудителя.
Факторы вирулентности
Гены патогенности возбудителя локализованы в двух плазмидах.
Одна из них кодирует синтез полипептидной капсулы, которая обладает выраженным антифагоцитарным действием. Бескапсульные штаммы обычно авирулентны
Другая плазмида определяет синтез двух основных экзотоксинов возбудителя – отечного токсина и летального токсина.
Эти токсины представляют собой сложные белковые комплексы, состоящие из рецепторной и ферментативной частей. По отдельности каждый из компонентов биологически неактивен.
Рецепторным компонентом обоих токсинов является протективный антиген, который обеспечивает связывание токсинов с клетками и их проникновение в цитоплазму.
В состав отечного токсина входит отечный фактор – фермент аденилатциклаза. В свою очередь, летальный токсин включает летальный фактор – фермент Zn-металлопротеиназу.
Начальные этапы действия токсинов зависят от протективного антигена. Он связывается с белковыми рецепторами на поверхности клеток. При этом протективный АГ расщепляется мембранными протеазами на 2 субъединицы. Большая субъединица полимеризуется с образованием полой структуры, которая приобретает свойства трансмембранного канала.
С этой структурой связывается несколько молекул отечного фактора (образуется отечный токсин) или летального фактора (образуется летальный токсин).
Сформированные токсины поступают в клетку посредством эндоцитоза. Летальный и отечный факторы выходят из эндосомы в цитоплазму через канал, образованный субъединицами протективного АГ.
Отечный фактор (фермент аденилатциклаза) увеличивает содержание цАМФ в клетке. Это подавляет функцию макрофагов, а также ведет к повышению проницаемости эндотелия и тканевому отеку с повреждением сосудов микроциркуляции.
Летальный фактор (фермент Zn-металлопротеиназа) гидролизует регуляторную внутриклеточную протеинкиназу (МАПК-киназу). Тем самым блокируется нормальный клеточный цикл, что приводит к апоптозу пораженных клеток.
Резистентность
Споры возбудителя сибирской язвы характеризуются крайней устойчивостью. В почве они могут сохранять жизнеспособность более 50 лет.
Вегетативные клетки погибают при 60оС за 15 мин, при 100оС – за 1-2 минуты. Споры гораздо более стабильны. Выдерживают кипячение в течение 15-20 минут и автоклавирование при 110оС в течение 5-10 минут. Инактивируются под действием 1% формальдегида и 10% NaOH в течение 2-х часов