Разновидности риккетсиозов: отличительные характеристики и сходства

Строение и жизнедеятельность риккетсий

Риккетсии являются особенными микроорганизмами, которые сочетают свойства, присущие как бактериям, так и вирусам. Со многими бактериями риккетсии сходны благодаря аналогичному клеточному строению, наличию ферментной активности, кислородному дыханию и чувствительности к антибиотическим веществам, с вирусами – их способностью к жизни и размножению лишь внутри клетки живого организма.

Рис. 1. Риккетсии.

Распространенность риккетсий

В природных условиях риккетсии часто обнаруживают в организме таких членистоногих насекомых, как клещи, блохи и вши. В их организмах эти бактерии живут в стенке кишечника, не вызывая болезней. В зависимости от вида насекомого риккетсии делят на группы. В организме человека их выявляют в клетках, которые выстилают поверхность кровеносных сосудов, благодаря чему могут вызывать проблемы их воспаления, закупорки или кровоизлияния.

Рис. 2. Насекомые — переносчики риккетсиозов.

Размер клеток риккетсий

Клетки данных бактерий при наличии оптимальных условий обладают палочковидным строением – в ширину приблизительно 0,2—0,6, а в длину — 0,4—2,0 мкм. То есть, своими размерами данные бактерии напоминают крупные вирусы. Стадия их роста способна влиять на их форму. Если произошла смена условий окружающей среды, возможно образование нитевидных клеток или клеток неправильных форм. Иногда встречается и бактерии в виде кокков.

Рис. 3. Форма риккетсий.

Особенности строения риккетсий

Клетки риккетсий имеют типичное бактериальное строение: поверхностная структура представлена оболочкой, они имеют протоплазму, диффузно расположенный в их цитоплазме ядерный материал, в числе которого выявляют присутствие нуклеоида, рибосом, РНК, а также ДНК. Кроме того, в их нуклеоиде, сходно с другими бактериальными нуклеоидами, нет оболочки и ядрышка.

Как большая часть грамотрицательных бактерий, на внешней стороне риккетсии содержат микрокапсулярный слой размерами от 10 до 15 нм, за ним- трехслойную мембрану размерами от 8 до 12 нм, а также цитоплазму, образованной грануламирибосом.

Рис. 4. Строение бактериальной клетки.

На поверхности риккетсий, вызывающих сыпный тиф и лихорадку цуцугамуши при использовании метода электронной микроскопии обнаружены сходные с бактериальными, волосовидные фимбрии, роль которых в жизнедеятельности риккетсий сегодня не установлена.

Однако в структуре риккетсий есть несколько особенностей, которые отличают их от остальных бактерий.

1. На поверхностях их клеточных стенок выявлено наличие капсулоподобного слизистого покрова, а также микрокапсулы, которые содержат группоспецифичные антигены. В структуре стенокклеток этих бактерий обнаружены пептидогликаны, липополисахариды и белки, большая часть которых является видоспецифичными антигенами.
2. В составе цитоплазматической мембраны таких бактерий выявлено наличие значительного количества ненасыщенных жирных кислот.
3. Для их клеточных стенокхарактерны осмотические свойства и транспортная система по типу АТФ-АДФ.
4. В составе их нуклеоида- кольцевая хромосома.
5. Метаболизм данных бактерий независим от метаболизма хозяина. Главным источником энергетических ресурсов внеклеточных риккетсий является вещество глутамат.
6. Бактериальные клетки риккетсий обладают способностью к индукции своего фагоцитоза при помощи эукариотной клетки.
7. Риккетсии обладают фактором адгезии, что делает возможным их крепление и колонизацию в организме.

Рис. 5. Микрофотография риккетсии.

Жизненный цикл риккетсий

Риккетсии размножаются при помощи бинарного деления. Исследователи считают, что их размножение во многом происходит благодаря получению ими макроэргических (то есть богатых энергией) соединений от клеток организма хозяина. Жизненный цикл данных видов бактерий включает наличие двух стадий — вегетативной или покоящейся. При вегетативной — бактерия, как правило, представлена формой палочки, делится бинарно и является подвижной. При покоящейся – это сферическая неподвижная клетка, обычно располагающаяся в клетке организма хозяина.

Известно, что размножение риккетсий (за некоторым исключением), наблюдается только при условии, что они находятся внутри живых клеток. Именно поэтому риккетсии, как вирусы, относят к таким внутриклеточным паразитам, способным к процессам роста, а также размножения лишь внутри клетки организма-хозяина. Эти бактерии могут паразитировать в клеточной цитоплазме и в ядре клетки хозяина. Rochalimaeaquintana (возбудитель траншейной лихорадки) является единственным видом, который способен к внеклеточному росту. Поэтому насекомые считаются первичными хозяевами, а также основными переносчиками в жизненном цикле практически всех видов риккетсий.

Рис. 6. Деление клетки.

Устойчивость риккетсий к внешней среде

Риккетсии являются малоустойчивыми к разным условиям окружающей среды: при нагревании до 50°С они погибают уже спустя 10 минут, а до 80°С — спустя 1 минуту. К воздействию низких температур они являются более устойчивыми, что способствует сохранению своей жизнеспособности и вирулентности при температурах от -20 до -80°С целых несколько месяцев.

Клетки риккетсий могут жить лишь в клетках организма, даже в высушенных насекомых или фекалиях их можно обнаружить спустя несколько месяцев, однако при помещении в водный раствор клетки бактерий гибнут уже спустя 2,5—6 часа. Большинство риккетсий являются чувствительными к антибиотическим веществам широкого действия, в особенности к тетрациклиновому ряду.

Чем риккетсии могут быть опасны человеку?

Многие риккетсии патогенны, то есть вызывают заболевания, называемые риккетсиозами. Например, Coxiella, Rickettsia и Rochalimaea. Одни из этих видов способны вызвать тиф, другие лихорадки – например, Ку- или пятнистую, цуцугамуши, а также траншейную.

Заразиться риккетсиозом можно при укусе насекомыми-переносчиками. Существуют еще алиментарный (пищевой) и ингаляционный пути заражения.

Болезни, вызываемые риккетсиями у людей, часто протекают в тяжелой форме и проявляются симптомами лихорадки, которая нередко сопровождается поражениями центральной нервной, а также сердечно сосудистой систем.

Рис. 7. Заражение риккетсиозом через укус клеща.

Диагностика риккетсиозов

Симптомы риккетсиозов на ранних стадиях болезни слабо выражены. Только по прошествии нескольких дней можно заметить увеличение температуры, возникновение сыпи на коже и чувства слабости. Поэтому в диагностике риккетсиозов необходимы лабораторные исследования для выявления данных микроорганизмов при проведении специализированных посевов крови или при анализе образцов ткани. Эти бактерии можно увидеть под микроскопом при проведении специализированного окрашивания их клеток. Помимо этого, для диагностирования можно использовать метод обнаружения антител в крови.

Рис. 8. Диагностика риккетсиозов.

Способы получения вакцины

В связи с тем, что рост практически всех видов риккетсий вне клеток организма хозяина невозможен, то при создании вакцин против заболеваний, вызываемых этими бактериями, в лабораториях исследователи часто применяют их культивирование при использовании куриных эмбрионов, перевиваемых клеточных культур, мышиных легких. Для этого разработаны также специальные методы для заражения насекомых при помощи эпидермомембран, а также методики кормления насекомых кровью сквозь пленки эпидермиса для поддерживания жизнеспособности клеток риккетсий или возможности стимуляции заражения.

Разновидности риккетсиозов: отличительные характеристики и сходства

Риккетсии по своим размерам находятся на грани видимости в обычный микроскоп (0,5 нм). Это сближает их с бактериями. Неспособность расти на питательных средах в связи с их внутриклеточным паразити-рованием сближает их с вирусами. Риккетсий — полиморфные образования; грамотрицательные, красятся краской по Романовскому-Гимзе.

Большинство видов риккетсий (более 40) обитают у членистоногих и не вызывают болезней у млекопитающих. Патогенные риккетсий относятся к отряду Rickettsiales, семейству Rickttsiaceae, которое включает три рода; 1. Ricketsia, 2. Rochalimella, 3. Coxiella. К роду риккетсий относятся почти все возбудители риккетсиозов у человека.

К роду Rochalimella -два вида — возбудитель волынской (окопной) лихорадки (R. quintana) и возбудитель клещевого пароксизмального риккетсиоза (R. rutchkovsky). К рохалимеллам отнесен также недавно выделенный новый вид (R. henselae), который вызывает заболевание со своеобразной клиникой у ВИЧ-инфицированных людей. К роду Coxiella относится только возбудитель лихорадки Ку (Coxiella burnetti). Кроме того, в последние годы обнаружено несколько видов эрлихиелл и зарегистрировано множество вызываемых ими заболеваний человека.

Классификация риккетсий (П.Ф. Здродовский, 1972 г.) постоянно совершенствуется. В частности R. quintana и R. henselae отнесены к бартонеллам, а заболевания, вызываемые ими, стали называться бартонеллезами. Установлена связь коксиелл с легионеллами. В последние годы интенсивно изучаются эрлихиозы.

Общностью для всех риккетсий является близость их антигенной структуры (кроме возбудителя лихорадки Ку), что дает положительные перекрестные серологические реакции с другими риккетсиозными антигенами, но, как правило, в более низких титрах по сравнению с возбудителями болезни. Все патогенные риккетсий поражают мелкие кровеносные сосуды: размножаются внутри их эндотелия, в серозных оболочках, клетках ретикулогистиоцитарной системы с образованием специфических гранулем (универсальный васкулит).

Риккетсий группы сыпного тифа продуцируют специфический эндотоксин белковой природы, тесно связанный с мембраной клетки. При нагревании и при воздействии формалина теряется их токсичность, но сохраняются антигенные свойства. В отличие от вирусов они имеют не одну, а две нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Риккетсий, как и вирусы, являются облигатными внутриклеточными, а некоторые из них и внутриядерными паразитами. Как бактерии они обладают самостоятельной энергетической активностью; у них обнаружены энзимные системы (глутаматоксидазная система, трансаминазы и др.), но в условиях внутриклеточного нахождения их ферменты перестают функционировать.
Риккетсии размножаются путем бинарного деления с сохранением специфической структуры и клеточной целостности особей возбудителя.

Читать еще:  Эффективные противовирусные препараты

Трансмиссивный путь передачи инфекции является общим для всех риккетсиозов, за исключением лихорадки Ку, возбудитель которой, коксиелла Бернета, в связи с устойчивостью во внешней среде может передаваться также воздушно-капельным (аэрогенным), алиментарным и контактным (через кожу) путями. Все риккетсиозные болезни оставляют стойкий иммунитет. Объединяет возбудители риккетсиоза высокая чувствительность к тетрациклинам.

Общая характеристика патогенных риккетсий

Риккетсиозы — группа заболеваний многих видов животных и человека, вызываемые внутриклеточными паразитами (риккетсиями), которые передаются в основном трансмиссивно и проявляются у животных лихорадками, пневмониями, ринитами, абортами и послеродовыми эндометритами, а также поражением лимфатической системы и форменных элементов крови.

Риккетсии названы в честь американского микробиолога Говарда Тейлора Риккетса, открывшего в 1909 году возбудителя одного из риккетсиозов — пятнистую лихорадку Скалистых гор и погибшего при его исследовании (1910).

Риккетсии довольно многочисленная группа, представленная патогенными и непатогенными видами. Патогенных видов значительно меньше. В природе риккетсии обитают преимущественно в организме насекомых (вшей, блох, клещей), а также грызунов, диких и сельскохозяйственных животных.

В настоящее время риккетсии классифицируются, согласно Определителя бактерий Берджи (1984; 1994) следующим образом:

Секция 9. Rickettsii et Chlamydii. Риккетсии и хламидии.

Порядок I. Rickettsiales.

Сем. Rickettsiaceae Сем. Bartonellaceae Сем. Anaplasmataceae

Род 1 Rickettsia Род 1 Bartonella Род 1 Anaplasma

Род 2 Rochalimaea Род 2 Grahamella Род 2 Aegyptianella

Род 3 Coxiella Род 3 Haemobartonella

Род 4 Ehrlichia Род 4 Eperhytrozoon

Род 6 Neoriсkettsia

Род 7 Wolbachia

Род 8 Rickettsiella

Ниже приведены основные патогенные роды и виды риккетсий:

Род 1 Rickettsia

Вид R.conjunctivae — возбудитель риккетсиозного кератоконъюнктивита крупного рогатого скота

Вид R. prowacheki — возбудитель эпидемического сыпного тифа

Всего шестнадцать видов

Вид C. burnetii — возбудитель Ку-лихорадки (Ку-риккетсиоза)

Род 4 Ehrlichia

Вид E. canis — возбудитель эрлихиоза собак (эрлихиозного (Rickettsia canis) моноцитоза)

Вид E. phagocytophila — возбудитель эрлихиоза жвачных и всеядных (E. bovis, E. ovis) (эрлихиозного моноцитоза, риккетсиозного моноцитоза)

Вид E. egui — возбудитель эрлихиоза лошадей

Вид E. senetsee — возбудитель лихорадки долины реки Пото- (E. risticii) мак (эрлихиозного колита, моноцитарного эрлихиоза, синдрома диареи лошадей)

Вид C. ruminantium — возбудитель риккетсиозного гидроперикардита (коудриоза, инфекционного гидроперикардита, сердечной водянки крупного и мелкого рогатого скота)

Род 6 Neorikettsia

Вид N. helminthoeca — возбудитель неориккетсиоза (эрлихиоза) собак

Род 7 Wolbachia

Вид W. melophagi

Вид W. persise — возбудители болезней насекомых

Вид W. pipientis

Род 2 Grachamella

Вид G. peromysci — возбудитель болезни грызунов

Вид G. talpae — возбудитель болезни кроликов

Род 1 Anaplasma

Вид A. centrale — возбудитель анаплазмоза крупного рогатого скота

Вид A. marginale

Вид A. ovis — возбудитель анаплазмоза овец и коз

Роз 3 Haemobartonella

Вид H. felis — возбудители заболеваний собак, кошек,

Вид H. muris диких грызунов

Род 4 Eperythrozoon

Вид E. ovis — возбудитель эперитрозооноза овец

Вид E. suis — возбудитель эперитрозооноза свиней

Вид E. wenyonii — возбудитель эперитрозооноза крупного рогатого скота

Согласно 9-го издания (1994) “Определителя бактерий Берджи” в 2-х томах риккетсии также оставлены в группе (секции) 9 “Риккетсии и хламидии”, в которой упразднена таксономическая категория “триба”, остальные таксономические категории — семейства, роды и виды — остались без изменений.

В соответствии с родовой, видовой принадлежностью большую часть патогенных риккетсий подразделяют на группы заболеваний: заболевания вызываемые эрлихиями — эрлихиозы, коудриями — коудриозы, неориккетсиями — неориккетсиозы, анаплазмами — анаплазмозы, бартонеллами — бартонеллезы и т.д.

В настоящее время наибольшую актуальность имеют возбудители: Ку-лихорадки — C. burnetti, риккетсиозного кератоконъюнктивита — R. сonjunctivae, анаплазмоза крупного рогатого скота — A. centrale, A. marginalae и анаплазмоза овец и коз A. ovis.

Строение риккетсий аналогично строению прочих бактерий. У риккетсий выделяют оболочку, цитоплазму и зернистые включения. Ядерная структура представлена зернышками (от 1-2 до 4). В клетках выявляют ДНК и РНК.

Риккетсии полиморфны. Все многообразие их форм может быть сведено к четырем основным морфологическим типам (по П.Ф. Здродовскому, 1972), (рис. 1, приложение 1):

Тип а. Кокковидные, монозернистые риккетсии, размер 0,3-1 мкм (чаще 0,5 мкм) в диаметре, это наиболее патогенный тип, типичны для интенсивного размножения возбудителя в клетках (рис 1 а) ;

Тип в. Палочковидные, биполярные (гантелевидные), размер: ширина 0,3 мкм, длина 1-1,5 мкм (также выделяются при активном развитии риккетсиоза) (рис. 1 в).

Тип с. Бациллярные, удлиненные, обычно изогнутой формы, размер: в ширину 0,3-1 мкм, в длину 3-4 мкм (выделяются в начальном периоде болезни, слабовирулентные, часто бизернистые палочки, иногда могут включать по 4 зернышка парно расположенных на полюсах) (рис. 1 с).

Тип d. Нитевидные, полизернистые риккетсии имеют вид длинных причудливо прогнутых нитей, размер: ширина 0,3-1 мкм, длина 10-40 мкм и более; (их выделение также характерно для начальных стадий инфекции — показатель раннего умеренного риккетсиоза) (рис. 1,d).

Встречаются также очень мелкие до 0,2 мкм, проходящие через бактериальные фильтры и невидимые в обычном световом микроскопе формы, которые являются ранней стадией внутриклеточной репродукции возбудителя болезни.

Риккетсии неподвижны, спор и капсул не образуют.

Риккетсии размножаются как и бактерии простым поперечным делением. Выделяют 2 типа деления:

обычное деление кокковидных а — и в — форм с образованием гомогенных популяций;

размножение дроблением нитевидных d — форм с последующим образованием популяций, состоящих из клеток а — и в — типов.

Риккетсии окрашиваются грамотрицательно.

Кокковидные формы риккетсий окрашиваются по Романовскому-Гимзе и Цилю-Нильсону в красный цвет, палочковидные и нитевидные в красно-голубой (зерна-гранулы красные, цитоплазма между ними голубая), по Здродовскому — в красный цвет (рис. 2, приложение 2).

Окраска по методу Романовского-Гимзе является классической для выявления риккетсий внутри и вне клеток.

Техника окраски по методу Романовского-Гимзе: препараты-мазки, приготовленные из микробной культуры, высушивают на воздухе 24 часа, фиксируют химическим способом и укладывают в чашки Петри на стеклянные палочки мазком вниз. Краску разводят из расчета одна капля на 1 мл дистиллированной воды (рН 6,8-7,0). Препараты окрашивают холодным (в течение 4-24 часов) или горячим способми (под препараты мазки наливают раствор краски подогретой до 90 0С, красят 20 минут. После окрашивания препараты промывают водой, высушивают и микроскопируют.

В случае необходимости окрашенные препараты можно дополнительно дифференцировать слабым раствором 0,5 % лимонной кислоты в результате чего улучшается контрастность окраски риккетсий в отношении общего фона.

Чаще используют холодный метод. При этом цитоплазма риккетсий окрашивается в фиолетовый или голубой цвет, а ядерные гранулы в красный.

Окраска риккетсий по Романовскому-Гимзе даёт хорошие результаты лишь при соблюдении определенных требований (надежная фиксация препарата, хорошее качество краски, требуемая рН воды, достаточно длительная окраска).

Для текущей работы метод мало пригоден, так как требует длительного времени.

Чаще в практике используют методы дифференциальной окраски фуксином и метиленовым синим, это методы окраски по Здродовскому и Маккиавелло. Суть окраски этими методами заключается в том, что риккетсии имеют известную кислотоустойчивость. После окраски препаратов фуксином, их дифференцируют кислотой и докрашивают метиленовым синим. В итоге риккетсии сохраняют окраску фуксина, а тканевые элементы, окрашиваются в контрастный синий или голубой цвет.

Техника окраски по методу П.Ф. Здродовского: данный метод является облегченной модификацией способа Циля-Нильсена (обычный карболовый фуксин Циля — основной фуксин 1 г, фенол 5 г, спирт 10 мл, дистиллированная вода 100 мл) разводят в соотношении 10-15 капель на 10 мл дважды дистиллированной воды или фосфатного буфера при рН 7,4. Препарат, сделанный тонким слоем, высушивают на воздухе и фиксируют над пламенем, окрашивают разведенным фуксином 5 минут. Затем промывают водой, быстро (2-3 сек) дифференцируют погружением в ванночку с кислотой (0,5 % лимонной или 0,15 % уксусной, либо 0,01% соляной и др.), промывают водой и докрашивают 10 секунд 0,5 % водным раствором метиленовой сини, промывают, подсушивают фильтровальной бумагой. Риккетсии окрашиваются в рубиново-красный цвет, клеточные элементы — в голубой (протоплазмы) или синий (ядро) цвет.

Техника окраски по методу Маккиавелло: подсушенный препарат фиксируют пламенем спиртовки, окрашивают через фильтровальную бумагу фуксином (0,25 % щелочной раствор основного фуксина, рН 7,2-7,4) 4 минуты, промывают водой, погружают в 0,25 % раствор лимонной кислоты по 1-3 секунды, окрашивают 0,5 % водным раствором метиленовой сини, промывают, подсушивают фильтровальной бумагой. Риккетсии окрашиваются в красный цвет на синем фоне (рис. 3).

Культуральные и биохимические свойства

Патогенным риккетсиям свойственнен внутриклеточный паразитизм. Риккетсии не культивируются на обычных питательных средах. Их репродуцируют на развивающихся куриных эмбрионах (РКЭ), в культуре клеток или в организме лабораторных животных.

Читать еще:  Образовательный портал

Риккетсии — аэробы, поглощают О2 и выделяют СО2, образуют гемолизины, активно окисляют глутаминовую кислоту, выделяя углекислый газ, но индифферентны к глюкозе, образуют эндотоксины, сходные в иммунологических реакциях с бактериальными токсинами, но будучи связанными с риккетсиями в окружающую среду не выделяются.

Патогенные риккетсии образуют токсические вещества, играющие важную роль в патогенезе риккетсиозов. От бактериальных токсинов их отличает неотделимость от микробных клеток и их чрезвычайная неустойчивость. Эндотоксины сходны в иммунологических реакциях с бактериальными токсинами, но будучи связаны с риккетсиями, в окружающую среду не выделяются. В то же время они не тождественны эндотоксинам, так как термолабильны (белки) и неустойчивы к действию формалина (при иннактивации сохраняют свои иммуногенные свойства). Всем патогенным видам присущи гемолитические свойства.

Выживаемость в жидких средах зависит от их свойства, рН и ТоС, лучше сохраняются в белковых средах с нейтральной или слабощелочной рН. Так, Coxiella burnetii сохраняется в молоке при 4оС до 2-х месяцев. В высушеном состоянии сохраняются дольше на различных субсиратах (фекалии вшей) до 1 — 3 лет.

Во внешней среде устойчивость риккетсий (кроме C. burnetii) невысокая. Нагревание во влажной среде до 50-60 0С обеспечивает гибель риккетсий через 5-30 мин, при 70 0С — через 1-3 мин. Риккетсии Бернета (возбудитель Ку-лихорадки) выдерживают длительное (30-90 мин) нагревание при 60-63 0С и полностью погибают только при кипячении. Низкие температуры не убивают, а консервируют риккетсий. Консервируются при минус 20-70 0С, в замороженном состоянии длительное время сохраняют жизнеспособность и вирулентные свойства.

При воздействии на риккетсий различных дезосредств в обычных концентрациях (3-5 % фенол, 2 % хлорамин, 2 % формальдегид, 10 % перекись водорода, 10 % гидроокись натрия), их гибель наступает через 5 мин, а 1 % раствор хлорной извести убивает риккетсий через 1 минуту.

Риккетсии чувствительны к тетрациклину, дибиомицину, синтомицину, левомицетину и сульфаниламидам.

Лиофилизация обеспечивает длительное сохранение (годами).

Патогенность риккетсий определяется их способностью проникать в чувствительные к ним клетки, где происходит их размножение, синтезировать токсин, действие которого проявляется лишь при жизни микроорганизмов. Токсин не секретируется как истинные экзотоксины и не вызывает интоксикацию организма после гибели возбудителя, как эндотоксины. Он термолабилен, разрушается при нагревании микробной суспензии до 600С. внутривенное введение взвеси живых риккетсий белым мышам, вызывает острую интоксикацию и смерть животных через 2-24 часа.

Риккетсиям свойственна изменчивость проявляющаяся снижением и утратой вирулентности с сохранением иммуногенных свойств, что используют при изготовлении живых авирулентных вакцин.

Дифференциация риккетсий от вирусов и прокариотных микроорганизмов

Риккетсии схожи как с вирусами, так и с бактериями, но существует ряд отличительных особенностей.

Сходство с прокариотными микроорганизмами:

риккетсии имеют трехслойную клеточную стенку;

содержат два типа нуклеиновых кислот, рибосомы и систему дыхания сходную с прокариотами;

окрашиваются анилиновыми красителями;

чувствительны к антибиотикам тетрациклинового ряда, сульфаниламидам, а некоторые виды (N. hilminthoeca) к широкому спектру антибиотиков.

Сходство с вирусами:

риккетсии облигатные внутриклеточные паразиты;

самые мелкие формы риккетсий обладают фильтруемостью через бактериальные фильтры;

риккетсии способны культивироваться только в живой клетке (РКЭ, КК, организме лабораторных животных) ;

риккетсии обладают тканевым тропизмом;

для риккетсий характерно отсутствие строгой хозяиноспецифичности.

рикетсии стимулируют выработку интерферона

Сравнительная характеристика прокариотных микроорганизмов и вирусов

Разновидности риккетсиозов: отличительные характеристики и сходства

Риккетсии — Ф. К. Черкес

Риккетсии — это особая группа полиморфных бактерий, которые являются внутриклеточными паразитами. Они включены в семейство Rickettsiaceae.

Первого представителя этой группы выявил в 1909 г. американский ученый Риккетс при изучении этиологии лихорадки Скалистых гор. От этого заболевания он погиб.

В 1913 г. чешский ученый Провацек в крови больных сыпным тифом также обнаружил подобные микроорганизмы. Заразившись сыпным тифом, ученый тоже погиб.

А в 1916 г. португальский ученый Роша-Лима на основании длительных наблюдений установил, что возбудителями мексиканского тифа, европейского сыпного тифа и других подобных заболеваний являются разновидности микроорганизмов, обнаруженных Риккетсом, и в честь первооткрывателя назвал их риккетсиями. А в память Провацека возбудителя сыпного тифа назвал риккетсиями Провацека.

Большой вклад в изучение сыпного тифа внесли А. А. Кронтовский, М. А. Кронтовская, П. Ф. Здродовский, Е. С. Галиневич и др.

Среди риккетсии имеются разновидности, патогенные для человека, животных и членистоногих.

У человека риккетсии обусловливают различные лихорадочные заболевания,% называемые риккетсиозами.

По П. Ф. Здродовскому, риккетсиозы человека делятся на 5 групп: группа сыпного тифа, группа клещевых пятнистых лихорадок, группа цуцугамуши, группа Ку-лихорадки, группа пароксизмальных риккетсиозов.

Классификация риккетсиозов основана на ряде признаков: свойств возбудителя, эпидемиологии и клиники заболевания.

На территории СССР встречаются некоторые из риккетсиозов: эпидемический сыпной тиф (европейский), болезнь Брилла, эндемический сыпной тиф, Ку-лихорадка.

Морфология. Риккетсии это мелкие (0,2-1 мкм), полиморфные микроорганизмы, среди которых встречаются палочковидные, кокковидные и нитевидные (длиной 10-30 мкм) представители.

Риккетсии не имеют спор, капсул, неподвижны. Грамотрицательны. По Романовскому — Гимзе и по способу Здродовского окрашиваются в красный цвет. Строение клеточной стенки сходно со строением стенки грамотрицательных бактерий.

Культивирование. Риккетсии размножаются внутри клетки хозяина. Аэробы. Обладают собственным метаболизмом, ведут себя в клетке самостоятельно. Однако являются энергетически зависимыми от клетки паразитами.

В клетке хозяина каждый вид риккетсии размножается только в определенных местах: в цитоплазме, ядре или вакуолях клеток. Они хорошо размножаются в тканях чувствительных к ним животных и членистоногих. В лабораторной практике наиболее часто используется метод заражения куриных эмбрионов и культуры тканей.

Ферментативные свойства. Не выражены.

Токсинообразование. Риккетсии образуют термолабильный эндотоксин.

Антигенная структура. Риккетсии имеют два антигена: групповой термостабильный и специфический термолабильный.

Устойчивость к факторам окружающей среды. К высоким температурам риккетсии мало устойчивы. Исключением являются возбудители Ку-лихорадки. К низким температурам и к высушиванию все риккетсии устойчивы. Они чувствительны к антибиотикам. Сульфамиды не ингибируют их роста.

Общая характеристика патогенных риккетсий

Риккетсиозы — группа заболеваний многих видов животных и человека, вызываемые внутриклеточными паразитами (риккетсиями), которые передаются в основном трансмиссивно и проявляются у животных лихорадками, пневмониями, ринитами, абортами и послеродовыми эндометритами, а также поражением лимфатической системы и форменных элементов крови.

Риккетсии названы в честь американского микробиолога Говарда Тейлора Риккетса, открывшего в 1909 году возбудителя одного из риккетсиозов — пятнистую лихорадку Скалистых гор и погибшего при его исследовании (1910).

Риккетсии довольно многочисленная группа, представленная патогенными и непатогенными видами. Патогенных видов значительно меньше. В природе риккетсии обитают преимущественно в организме насекомых (вшей, блох, клещей), а также грызунов, диких и сельскохозяйственных животных.

В настоящее время риккетсии классифицируются, согласно Определителя бактерий Берджи (1984; 1994) следующим образом:

Секция 9. Rickettsii et Chlamydii. Риккетсии и хламидии.

Порядок I. Rickettsiales.

Сем. Rickettsiaceae Сем. Bartonellaceae Сем. Anaplasmataceae

Род 1 Rickettsia Род 1 Bartonella Род 1 Anaplasma

Род 2 Rochalimaea Род 2 Grahamella Род 2 Aegyptianella

Род 3 Coxiella Род 3 Haemobartonella

Род 4 Ehrlichia Род 4 Eperhytrozoon

Род 6 Neoriсkettsia

Род 7 Wolbachia

Род 8 Rickettsiella

Ниже приведены основные патогенные роды и виды риккетсий:

Род 1 Rickettsia

Вид R.conjunctivae — возбудитель риккетсиозного кератоконъюнктивита крупного рогатого скота

Вид R. prowacheki — возбудитель эпидемического сыпного тифа

Всего шестнадцать видов

Вид C. burnetii — возбудитель Ку-лихорадки (Ку-риккетсиоза)

Род 4 Ehrlichia

Вид E. canis — возбудитель эрлихиоза собак (эрлихиозного (Rickettsia canis) моноцитоза)

Вид E. phagocytophila — возбудитель эрлихиоза жвачных и всеядных (E. bovis, E. ovis) (эрлихиозного моноцитоза, риккетсиозного моноцитоза)

Вид E. egui — возбудитель эрлихиоза лошадей

Вид E. senetsee — возбудитель лихорадки долины реки Пото- (E. risticii) мак (эрлихиозного колита, моноцитарного эрлихиоза, синдрома диареи лошадей)

Вид C. ruminantium — возбудитель риккетсиозного гидроперикардита (коудриоза, инфекционного гидроперикардита, сердечной водянки крупного и мелкого рогатого скота)

Род 6 Neorikettsia

Вид N. helminthoeca — возбудитель неориккетсиоза (эрлихиоза) собак

Род 7 Wolbachia

Вид W. melophagi

Вид W. persise — возбудители болезней насекомых

Вид W. pipientis

Род 2 Grachamella

Вид G. peromysci — возбудитель болезни грызунов

Вид G. talpae — возбудитель болезни кроликов

Род 1 Anaplasma

Вид A. centrale — возбудитель анаплазмоза крупного рогатого скота

Вид A. marginale

Вид A. ovis — возбудитель анаплазмоза овец и коз

Роз 3 Haemobartonella

Вид H. felis — возбудители заболеваний собак, кошек,

Вид H. muris диких грызунов

Род 4 Eperythrozoon

Вид E. ovis — возбудитель эперитрозооноза овец

Вид E. suis — возбудитель эперитрозооноза свиней

Вид E. wenyonii — возбудитель эперитрозооноза крупного рогатого скота

Согласно 9-го издания (1994) “Определителя бактерий Берджи” в 2-х томах риккетсии также оставлены в группе (секции) 9 “Риккетсии и хламидии”, в которой упразднена таксономическая категория “триба”, остальные таксономические категории — семейства, роды и виды — остались без изменений.

Читать еще:  Недорогие, но эффективные препараты для лечения грибка ногтей

В соответствии с родовой, видовой принадлежностью большую часть патогенных риккетсий подразделяют на группы заболеваний: заболевания вызываемые эрлихиями — эрлихиозы, коудриями — коудриозы, неориккетсиями — неориккетсиозы, анаплазмами — анаплазмозы, бартонеллами — бартонеллезы и т.д.

В настоящее время наибольшую актуальность имеют возбудители: Ку-лихорадки — C. burnetti, риккетсиозного кератоконъюнктивита — R. сonjunctivae, анаплазмоза крупного рогатого скота — A. centrale, A. marginalae и анаплазмоза овец и коз A. ovis.

Строение риккетсий аналогично строению прочих бактерий. У риккетсий выделяют оболочку, цитоплазму и зернистые включения. Ядерная структура представлена зернышками (от 1-2 до 4). В клетках выявляют ДНК и РНК.

Риккетсии полиморфны. Все многообразие их форм может быть сведено к четырем основным морфологическим типам (по П.Ф. Здродовскому, 1972), (рис. 1, приложение 1):

Тип а. Кокковидные, монозернистые риккетсии, размер 0,3-1 мкм (чаще 0,5 мкм) в диаметре, это наиболее патогенный тип, типичны для интенсивного размножения возбудителя в клетках (рис 1 а) ;

Тип в. Палочковидные, биполярные (гантелевидные), размер: ширина 0,3 мкм, длина 1-1,5 мкм (также выделяются при активном развитии риккетсиоза) (рис. 1 в).

Тип с. Бациллярные, удлиненные, обычно изогнутой формы, размер: в ширину 0,3-1 мкм, в длину 3-4 мкм (выделяются в начальном периоде болезни, слабовирулентные, часто бизернистые палочки, иногда могут включать по 4 зернышка парно расположенных на полюсах) (рис. 1 с).

Тип d. Нитевидные, полизернистые риккетсии имеют вид длинных причудливо прогнутых нитей, размер: ширина 0,3-1 мкм, длина 10-40 мкм и более; (их выделение также характерно для начальных стадий инфекции — показатель раннего умеренного риккетсиоза) (рис. 1,d).

Встречаются также очень мелкие до 0,2 мкм, проходящие через бактериальные фильтры и невидимые в обычном световом микроскопе формы, которые являются ранней стадией внутриклеточной репродукции возбудителя болезни.

Риккетсии неподвижны, спор и капсул не образуют.

Риккетсии размножаются как и бактерии простым поперечным делением. Выделяют 2 типа деления:

обычное деление кокковидных а — и в — форм с образованием гомогенных популяций;

размножение дроблением нитевидных d — форм с последующим образованием популяций, состоящих из клеток а — и в — типов.

Риккетсии окрашиваются грамотрицательно.

Кокковидные формы риккетсий окрашиваются по Романовскому-Гимзе и Цилю-Нильсону в красный цвет, палочковидные и нитевидные в красно-голубой (зерна-гранулы красные, цитоплазма между ними голубая), по Здродовскому — в красный цвет (рис. 2, приложение 2).

Окраска по методу Романовского-Гимзе является классической для выявления риккетсий внутри и вне клеток.

Техника окраски по методу Романовского-Гимзе: препараты-мазки, приготовленные из микробной культуры, высушивают на воздухе 24 часа, фиксируют химическим способом и укладывают в чашки Петри на стеклянные палочки мазком вниз. Краску разводят из расчета одна капля на 1 мл дистиллированной воды (рН 6,8-7,0). Препараты окрашивают холодным (в течение 4-24 часов) или горячим способми (под препараты мазки наливают раствор краски подогретой до 90 0С, красят 20 минут. После окрашивания препараты промывают водой, высушивают и микроскопируют.

В случае необходимости окрашенные препараты можно дополнительно дифференцировать слабым раствором 0,5 % лимонной кислоты в результате чего улучшается контрастность окраски риккетсий в отношении общего фона.

Чаще используют холодный метод. При этом цитоплазма риккетсий окрашивается в фиолетовый или голубой цвет, а ядерные гранулы в красный.

Окраска риккетсий по Романовскому-Гимзе даёт хорошие результаты лишь при соблюдении определенных требований (надежная фиксация препарата, хорошее качество краски, требуемая рН воды, достаточно длительная окраска).

Для текущей работы метод мало пригоден, так как требует длительного времени.

Чаще в практике используют методы дифференциальной окраски фуксином и метиленовым синим, это методы окраски по Здродовскому и Маккиавелло. Суть окраски этими методами заключается в том, что риккетсии имеют известную кислотоустойчивость. После окраски препаратов фуксином, их дифференцируют кислотой и докрашивают метиленовым синим. В итоге риккетсии сохраняют окраску фуксина, а тканевые элементы, окрашиваются в контрастный синий или голубой цвет.

Техника окраски по методу П.Ф. Здродовского: данный метод является облегченной модификацией способа Циля-Нильсена (обычный карболовый фуксин Циля — основной фуксин 1 г, фенол 5 г, спирт 10 мл, дистиллированная вода 100 мл) разводят в соотношении 10-15 капель на 10 мл дважды дистиллированной воды или фосфатного буфера при рН 7,4. Препарат, сделанный тонким слоем, высушивают на воздухе и фиксируют над пламенем, окрашивают разведенным фуксином 5 минут. Затем промывают водой, быстро (2-3 сек) дифференцируют погружением в ванночку с кислотой (0,5 % лимонной или 0,15 % уксусной, либо 0,01% соляной и др.), промывают водой и докрашивают 10 секунд 0,5 % водным раствором метиленовой сини, промывают, подсушивают фильтровальной бумагой. Риккетсии окрашиваются в рубиново-красный цвет, клеточные элементы — в голубой (протоплазмы) или синий (ядро) цвет.

Техника окраски по методу Маккиавелло: подсушенный препарат фиксируют пламенем спиртовки, окрашивают через фильтровальную бумагу фуксином (0,25 % щелочной раствор основного фуксина, рН 7,2-7,4) 4 минуты, промывают водой, погружают в 0,25 % раствор лимонной кислоты по 1-3 секунды, окрашивают 0,5 % водным раствором метиленовой сини, промывают, подсушивают фильтровальной бумагой. Риккетсии окрашиваются в красный цвет на синем фоне (рис. 3).

Культуральные и биохимические свойства

Патогенным риккетсиям свойственнен внутриклеточный паразитизм. Риккетсии не культивируются на обычных питательных средах. Их репродуцируют на развивающихся куриных эмбрионах (РКЭ), в культуре клеток или в организме лабораторных животных.

Риккетсии — аэробы, поглощают О2 и выделяют СО2, образуют гемолизины, активно окисляют глутаминовую кислоту, выделяя углекислый газ, но индифферентны к глюкозе, образуют эндотоксины, сходные в иммунологических реакциях с бактериальными токсинами, но будучи связанными с риккетсиями в окружающую среду не выделяются.

Патогенные риккетсии образуют токсические вещества, играющие важную роль в патогенезе риккетсиозов. От бактериальных токсинов их отличает неотделимость от микробных клеток и их чрезвычайная неустойчивость. Эндотоксины сходны в иммунологических реакциях с бактериальными токсинами, но будучи связаны с риккетсиями, в окружающую среду не выделяются. В то же время они не тождественны эндотоксинам, так как термолабильны (белки) и неустойчивы к действию формалина (при иннактивации сохраняют свои иммуногенные свойства). Всем патогенным видам присущи гемолитические свойства.

Выживаемость в жидких средах зависит от их свойства, рН и ТоС, лучше сохраняются в белковых средах с нейтральной или слабощелочной рН. Так, Coxiella burnetii сохраняется в молоке при 4оС до 2-х месяцев. В высушеном состоянии сохраняются дольше на различных субсиратах (фекалии вшей) до 1 — 3 лет.

Во внешней среде устойчивость риккетсий (кроме C. burnetii) невысокая. Нагревание во влажной среде до 50-60 0С обеспечивает гибель риккетсий через 5-30 мин, при 70 0С — через 1-3 мин. Риккетсии Бернета (возбудитель Ку-лихорадки) выдерживают длительное (30-90 мин) нагревание при 60-63 0С и полностью погибают только при кипячении. Низкие температуры не убивают, а консервируют риккетсий. Консервируются при минус 20-70 0С, в замороженном состоянии длительное время сохраняют жизнеспособность и вирулентные свойства.

При воздействии на риккетсий различных дезосредств в обычных концентрациях (3-5 % фенол, 2 % хлорамин, 2 % формальдегид, 10 % перекись водорода, 10 % гидроокись натрия), их гибель наступает через 5 мин, а 1 % раствор хлорной извести убивает риккетсий через 1 минуту.

Риккетсии чувствительны к тетрациклину, дибиомицину, синтомицину, левомицетину и сульфаниламидам.

Лиофилизация обеспечивает длительное сохранение (годами).

Патогенность риккетсий определяется их способностью проникать в чувствительные к ним клетки, где происходит их размножение, синтезировать токсин, действие которого проявляется лишь при жизни микроорганизмов. Токсин не секретируется как истинные экзотоксины и не вызывает интоксикацию организма после гибели возбудителя, как эндотоксины. Он термолабилен, разрушается при нагревании микробной суспензии до 600С. внутривенное введение взвеси живых риккетсий белым мышам, вызывает острую интоксикацию и смерть животных через 2-24 часа.

Риккетсиям свойственна изменчивость проявляющаяся снижением и утратой вирулентности с сохранением иммуногенных свойств, что используют при изготовлении живых авирулентных вакцин.

Дифференциация риккетсий от вирусов и прокариотных микроорганизмов

Риккетсии схожи как с вирусами, так и с бактериями, но существует ряд отличительных особенностей.

Сходство с прокариотными микроорганизмами:

риккетсии имеют трехслойную клеточную стенку;

содержат два типа нуклеиновых кислот, рибосомы и систему дыхания сходную с прокариотами;

окрашиваются анилиновыми красителями;

чувствительны к антибиотикам тетрациклинового ряда, сульфаниламидам, а некоторые виды (N. hilminthoeca) к широкому спектру антибиотиков.

Сходство с вирусами:

риккетсии облигатные внутриклеточные паразиты;

самые мелкие формы риккетсий обладают фильтруемостью через бактериальные фильтры;

риккетсии способны культивироваться только в живой клетке (РКЭ, КК, организме лабораторных животных) ;

риккетсии обладают тканевым тропизмом;

для риккетсий характерно отсутствие строгой хозяиноспецифичности.

рикетсии стимулируют выработку интерферона

Сравнительная характеристика прокариотных микроорганизмов и вирусов