Возбудитель туберкулеза

1

План

1. Источники возбудителя

2. Классификация микобактерий туберкулеза

3. Возбудитель туберкулеза

4. Антигенная структура микобактерий

5. Химический состав

6. Изменчивость микобактерий

7. Патогенность и вирулентность различных видов микобактерий

8. Механизм передачи возбудителя

9. Влияние химических факторов на микобактерии

10. Иммунизирующее свойства микобактерий

11. Диагностика

12. Дифференциальная диагностика

13. Иммунитет аллергия при туберкулезе

14. Специфическая профилактика

15. Патогенез и патоморфология туберкулеза

1. Источники возбудителя.

Туберкулез - хроническая болезнь, нередко латентная инфекция, которая распространяется сравнительно медленно. Это объясняется медленным размножением возбудителя (скорость деления микобактерий туберкулеза Митчисон определяет 18ч, Фробишер - 24ч) и длительностью инкубационного периода (от недель до нескольких лет). Своевременно не выявленная инфекция нередко развивается годами, а все это время животное остается опасным для окружающих здоровых животных. Источником возбудителя могут быть не только различные виды животных, но и человек. При туберкулезе животных возможна множественная локализация поражений: легкие, печень, вымя, половые органы, желудочно - кишечный тракт. В других случаях могут быть поражены только легкие, но выделение микобактерий происходит и через дыхательные пути, и с фекалиями, так как мокрота, содержащая возбудителя, часто проглатывается и попадает в желудочно - кишечный тракт. Одна из особенностей туберкулеза КРС заключается в том, что при заражении в молодом возрасте болезнь проявляется только при первом, втором и третьем отелах.

Микобактерии устойчивы к воздействию факторов окружающей среды и могут выживать в почве, воде, навозе и других объектах в течение нескольких месяцев и лет.

К туберкулезу восприимчивы многие виды домашних и диких животных, промысловых зверей и птиц (более 55 видов млекопитающих, более 25 видов птиц), а также человек.

Процесс распространения туберкулеза среди животных принято называть эпизоотическим процессом. Он представляет собой цепь последовательных заражений от одного животного к другому. Это возможно только при наличии, во - первых, источника возбудителя, т.е. зараженного животного; во - вторых, факторов передачи, т.е. объектов внешней среды, которые могут обеспечить перенос возбудителя; в - третьих, наличие восприимчивого поголовья. Отсутствие одного из звеньев делает передачу туберкулеза невозможным.

Эпизоотический процесс - явление сложное. В зависимости от условий содержания, кормления, эксплуатации животных, хозяйственной деятельности человека он или подавляется. Или активизируется.

Инфекция - есть результат взаимодействия живого возбудителя и организма животного. Внедрение микобактерий туберкулеза в организм животного, их размножение в нем, перемещение в другой живой организм представляет собой способ существования возбудителя, т.е. его сохраненпеим5 в природе как вида.

Возбудитель туберкулеза по свой природе - паразит, использующий организм животного как источник питания и проживания. Поэтому естественным местом его пребывания, размножения и паразитирования может быть только живой организм. Внешняя среда для него, в принципе, чужда и неприятна. Однако возможно временное сохранение возбудителя во внешней среде. Например, возбудитель туберкулеза птичьего вида может сохраняться годами. Кроме того, хорошо о возможности выращивания микроорганизма на искусственных питательных средах. Но ни корма, ни почва, ни искусственные питательные среды не становятся источниками возбудителя, т.к. условия его паразитирования в этом случае отсутствуют. Внешняя среда для возбудителя - только место временного пребывания, куда он попадает из организма зараженного животного. Следовательно, источники возбудителя туберкулеза - это зараженные животные, от которых возбудитель болезни может передаваться здоровым животным.

Туберкулез протекает длительно, в течение нескольких месяцев и лет. Для него, как и для других инфекционных болезней, свойственна цикличность течения, т.е. последовательная смена периодов развития: инкубационного, начала, разгара и затухания. В инкубационном периоде болезни обычно не происходит выделения возбудителя во внешнюю среду. В начальном периоде, как правило, отмечают выделение возбудителя. Период разгара болезни характеризуется максимальным выделением возбудителя и высокой опастностью больных животных.

Основным источником возбудителя туберкулеза у КРС служат больные животные этого же вида. Определенное значение в распрастранении болезни имеют и другие животные, зараженные туберкулезом бычьего вида и имеющие контакт со здоровыми животными.

2. Классификация микобактерий туберкулеза.

В основу классификации микобактерий положены как морфологические, так и биологические признаки. Виды микобактерий различаются между собой как по воздействию на организм человека или животного, так и по способности использовать те или иные питательные вещества, образовывать пигмент, по росту при различных температурах. При разграничении различных видов особое значение придают внешнему виду колоний, которые могут быть бесцветными или окрашенными, прозрачными или плотными, гладкими или шероховатыми, обладать медленным ростом и т.д.

Идентификация микобактерий представляет большие трудности. Участились случаи выделения из патологического материала нетуберкулезных (атипичных) микобактерий, являющихся самостоятельными видами. Род микобактерий включает в себя более 30 видов. К патогенным видам относят М.bovis, M.tuberculosis, M.avium, M.africanum, M.paratuberculosis, M.leprae.

К потенциально патогенным видам для людей принадлежат M.konsasii, M.marinum, M.scrofulaceum, M.xeponi, M.ulcerans, M.fortuitum, M.chelonei. Остальные 16 видов непатогенны для человека.

Некоторые виды атипичных микобактерий вызывают у свиней патоморфологические изменения в лимфатических узлах, неотличимые от изменений, обусловленных микобактериями туберкулеза, у других животных - сенсибилизацию их к туберкулину. Каждый из видов микобактерий наиболее опасен для того вида животных, в котором он приобрел патогенные свойства.

M.bovis дают первичный рост в виде мелких гладких колоний на 30-45-60-ый день. При пассажах рост наблюдают на 14-21-ый день. Колонии не имеют пигмента, имеют белый или сероватый цвет. На жидкой среде образуют тонкую пленку. Температурный оптимум 37 - 38 С, при температуре 22 и 45 С - не растут. Патогенны для крупного рогатого скота, свиней, овец, коз, верблюдов, буйволов, оленей, маралов, собак, кошек и других видов животных, а также человека.

M.tuberculosis образуют первичный рост при посеве патологического материала на 21-45-60-ый день. Пассажированные культуры растут быстрее - на 10-14-21-ый день. Рост на плотной яичной среде, содержащий глицерин, обычно пышный; культуры имеют кремовый цвет оттенок и растут в виде шероховатых R-колоний, но могут быть гладкие, сливающиеся между собой (S-вариант). На жидкой питательной среде микобактерии человеческого вида туберкулеза образуют морщинистую грубую пленку, а иногда даже придонный крошковатый рост. Температурный оптимум 37-38 С, при22 и 45 С не растут. В мазке, окрашенном по Цилю-Нильсену, морфологически представлены в виде полиморфных, тонких, спирто -, кислотоустойчивых палочек, часто изогнутых. Патогенны для человека, обезьян, морских свинок, мышей, собак, коше, попугаев. У крупного рогатого скота, как правило, обуславливают сенсибилизацию организма к туберкулину для млекопитающих и лишь изредка вызывают ограниченные изменения , преимущественно в лимфатических узлах, регионарных местам проникновения микобактерий.

M.avium отличаются от бычьего и человеческого видов морфологией колоний. Они мягкие, слизистые, серовато - белые, изредка слегка желто - пигментированные, иногда при посеве из патологическотго материала вырастают в виде приподнимающихся над поверхностью среды «лепешек» или «бубликов». Рост появляется к концу 15-20-30-ого дня, иногда позже, при пересевах к 7-10 дню. В субкультурах представлены в виде гладкого, влажного налета. Культуры лучше растут при 43-45 С. Морфологически M.avium в мазках из культур выглядят как тонкие кислотоустойчивые палочки, более длинные и полиморфные в мазках-отпечатках из органов зараженных кур и кроликов. Патогенны в основном для птиц, кроликов, белых мышей, могут вызывать патологические изменения в органах у свиней и других животных.

M.africanum вызывает туберкулез у людей в тропической Африке. Систематическое положение как отдельного вида пока обсуждается.

M.microti служит причиной естественного туберкулеза у полевых мышей.

M.paratuberculosis в мазках из патологического материала располагаются кучками, гнездами и палисадами, редко - попарно, три, четыре и еще реже - одиночно. Чрезвычайно трудно растут на искусственных питательных средах и только при обязательном добавлении к ним так называемого фактора роста. Оптимальная температура роста 38 С. Первичный рост появляется через 30-60 дней, иногда позже, в виде мельчайших колоний, постепенно приобретающих бело-кремовый цвет и увеличивающихся. Патогенны для крупного рогатого скота, коз, верблюдов, овец, северных оленей.

M.konsasii - палочки от умеренно длинных до длинных, расширяются и имеют заметную поперечную исчерченность. На яичных средах образуют гладкие или шероховатые колонии через 7 дней или позже посева. Оптимальная температура роста 37 С. Относится к фотохромогенным микобактериям. Патогенны для человека. Вызывает хронические легочные заболевания у людей, сходные с туберкулезом.

M.simiae - фотохромогенные, ниацонотрицательные, каталазо- и пероксидозаположительные. Патогенны преимущественно для обезьян.

M.marinum вызывают у людей кожные гранулемы вследствие ссадин при купании в бассейне. Культуры фотохромогенны.

M.scrofulaceum - на яичных средах растут при 25-37 С в виде гладких колоний желтого или оранжевого цвета. Рост появляется через 7 дней после посева при выращивании в термостате при 37 С. Для животных незначительно патогенны, редко выявляют локализованные поражения печени и селезенки у крыс, хомяков и цыплят; у морских свинок, зараженных подкожно, в месте инокуляции появляются абсцессы и увеличиваются регионарные лимфатические узлы.

M.intracellularae - палочки от коротких до длинных. На яичных средах через 7 дней после посева образуют гладкие непигментированные колонии при температуре 37 С. По мере старения колонии могут желтеть. Вызывают патологоанатомические изменения в лимфатических узлах свиней. Патогенны для цыплят.

M.xeponi - длинные нитевидные палочки. Растут при температуре 40-45 С. Молодые культуры дают непигментированные шероховатые колонии; позднее появляется пигмент желтого цвета. Выделены от жабы. Потенциально патогенны для человека.

M.gastri - умеренно длинные и тонкие палочки. На яичных средах образуют гладкие и грубые колонии через 7 дней и более после посева. Растут при температуре 25-40 С. Выделяют из почв, вод, желудка человека.

M.terrae - умеренно длинные тонкие палочки. На яичных средах расьтут на 7 дней и более после посева в виде гладких или шероховатых колоний белого или темно-желтого цвета при температуре 37 С. Выделяют из почвы.

M.triviale - на яичных средах растут в виде шероховатых R-колоний.

M.fortuitum - палочки длиной от 1-3 мкм , кокковидные, утолщенные, иногда с нитевидными разветвлениями. На яичных средах рост отмечают через 2-4 дня после посева, колонии могут быть гладкими, полусферической формы. У морских свинок, кроликов и мышей редко вызывают генерализованную инфекцию даже при больших дозах заражения.

Локальные поражения обычно выявляют в почках мышей, морских свинок, кроликов, обезьян, цыплят. При заражении мышей в ухо наблюдают феномен вытечки.

Выделяют из лимфатических узлов крупного рогатого скота; обнаруживают в почве, в организме хладнокровных животных. Потенциально патогенны для человека.

M.chelonei - микроорганизмы разной морфологии размером от 0,2 - 0,5 до 1-6 мкм. Через 3-4 после посева на всех питательных средах появляются гладкие, ровные колонии, влажные, нехромогенные или имеющие кремовую окраску. Эти микобактерии вызывают проходящие поражения у мышей, морских свинок, хомяков и кроликов. Они обладают ограниченной патогенностью при внутрибрюшинном введении. Внутривенное заражение вызывает у мышей сильное поражение селезенки, печени легких и почек, у человека - патологические изменения в синовиальной ткани коленного сустава и поражения в ягодичной части, подобно абсцессам.

M.phlei - короткие палочки длиной 1 -2 мкм. В посевах на яичной среде через 2- дней растут в виде шероховатых колоний темно-желтого или оранжевого цвета. Некоторые культуры дают гладкие мягкие или маслянистые колонии. Могут обуславливать сенсибилизацию крупного рогатого скота к туберкулинам.

M.dienhoferi - короткие прямые палочки размером от 0,5 - 0,8 до 1-30 мкм часто с толстыми закругленными концами. через три дня после посева на яичныхсредах появляются колонии от серого до темно-желтого цвета,. Колонии обычно гладкие полусферические и блестящие. Оптимальный рост при температуре 22-37 С. Рост подавляется полностью при 42 С.

M.thamnopheos - длинные стройные палочки размером от 4до 7 мкм, слегка изогнутые. На яичных питательных средах через 5-7 дней появляются влажные непигментированные колонии, иногда окрашенные в розовый или оранжево-розовый цвет. Растут при температуре 10-35 С, не растут при температуре 37 С. Патогенны для змей, лягушек, ящериц и рыб, непатогенны для морских свинок, кроликов и домашней птицы.

M.flavescens - на яичных средах через 7-10 дней после посева образуют мягкие, окрашенные в оранжевый цвет колонии. Непатогенны для человека и животных.

M.nonchromogenicum - выделены от мышей.

M.ulcerans - выделены из кожных поражений людей в Австралии, Мексике, Новой Гвинеи, Африке и Малайских островах.

M.vaccae - выделены из молочных желез коров. Найдены на лугах, пастбищах, в прудах, колодцах, иногда в кожных поражениях у коров.

M.smegmatis - выделены из смегмы, найдены в почве и воде.

M.leprae - вызывает лепру у человека.

M.lepramurium- не растут in vitro, но могут экспериментально пассажироваться через крыс, хомяков, мышей. Вызывают лепру у крыс, мышей и некоторых других родственных им грызунов.

В микробиологической литературе описано более 250 наименований видов микобактерий (Runyon,1972). Международный подкомитет по микобактериям утвердил только 26 наименований видов микобактерий.

Выделяемые из организма человека и домашних животных микобактерий, отличающихся по свойствам от M.tuberculosis и M.bovis, а также от сапрофитных микобактерий, находящихся в окружающей среде, названы паратуберкулезными (Hauduroy, 1946). Их также называют атипичными, неклассифицированными, неидентифицированными, анонимными или оппортунистическими микобактериями.

Заболевания людей, вызванное атипичными микобактериями, предложено называть микобактериозами (Freerksen,1960). Это понятие полностью не уточнено, и некоторые авторы считают, что в группу микобактериозов следует включить туберкулез, в то время как другие не придерживаются этого мнения (Васильев, 1971).

В почве, воде, пыли, траве, на водопроводных, резиновых трубах, медных инструментах, в некоторых продуктах питания (молоке, масле, сметане), на коже здоровых людей и животных, в смегме, в нормальном содержимом желудка и ушной сере, а иногда и в патологических выделениях (мокроте, плевральном выпоте) находят кислотоустойчивые сапрофитные микобактерии. Они непатогенны для человека и животных. Различают три группы кислотоустойчивых сапрофитов (Драбкина, 1963; Васильев, 1971).

1-я группа - M.phlei, или Тимофеевой травы. К этой группе относятся сапрофиты, выделенные из молока (M.lacticola), пыли (M.stercosis), воды, масла и др. Обладают небольшой первичной токсичностью; чтобы убить одну здоровую морскую свинку, нужен 1г очищенного белка M.flei, в то время как для той же цели достаточно 100-150мг микобактерий туберкулеза.

2-я группа - M.smegmatis. Обнаружены на коже и половых органах человека и животного.

3-я группа - M.fortuitum. Для морских свинок и кроликов не патогенны. При внутривенном введении мышам в почках образуются абсцессы, из которых выделяют множество микобактерий.

Кроме этих классификаций были предложены и другие. Так, Bonicke (1962) использовал некоторые биохимические свойства, Collins (1966) разделил атипичные микобактерии на 10 групп. Kappler (1966) применил 18 и биохимических тестов и распределил микобактерии на 12 групп.

Микобактерии можно классифицировать по Sneath - методу. Он заключается в том, что классифицируемые штаммы располагают в таблицах по индексам их сходства (под сходством понимают отношение свойств, общих для двух организмов. Индексы сходства S вычисляют по формуле:

nS 100

S= ;

nS + nd

где в числителе число сходств (nS) двух штаммов, умноженное на 100, а в знаменателе число сходств плюс число различий (nd) у двух штаммов. Результат получают в процентах. Чем больше испытано свойств, тем точнее определены штаммы.

Предложенные классификации не ре9ают проблему атипичных микобактерий. И хотя многие из них широко пользуются до настоящего времени (группировка Раньона), необходима дальнейшая работа по идентификации микобактерий и рациональной систематизации с целью установления их видовой принадлежности (Головлев, Скрябин, 1972; Зыков, Ильина, 1978).

3. Возбудители туберкулеза.

Истинными микобактериями туберкулеза являются M.bovis, M.tuberculosis, M.avium, причем последняя лишь как возбудитель туберкулеза птиц; если M.avium выделяют от свиней и крупного рогатого скота, то речь идет об атипичных микобактериях.

M.bovis относится к основному возбудителю туберкулеза крупного рогатого скота. Однако он патогенен и для других домашних и диких жвачных, человека и приматов, плотоядных, а также попугаев, и возможно некоторых других хищных птиц.

M.bovis - слегка изогнутые или прямые, короткие или умеренно длинные, тонкие с закругленными концами палочки (0,3 - 0,6 мкм в ширину, 1,5 - 4 мкм в длину). Внутри палочки иногда находят зерна (зерна Муха), обычно расположены на концах микобактерий. Как размер, так и число находящихся в них гранул зависит от возраста культуры и условий ее роста (Драбкина, 1963). Однако полиморфизм микобактерий отмечают не только в культуре, но и патологическом материале, где наряду с коккоподобными формами могут присутствовать и более длинные формы. В патологическом материале микобактерии туберкулеза бычьего вида расположены параллельно или под углом, или кучками.

Микобактерии туберкулеза неподвижны, спор не образуют, жгутиков не имеют. Оптимальная температура роста М.bovis - 37-38 С. Добавление глицерина к яичным средам замедляет рост микобактерий или он вообще не проявляется. При высеве патологического материала на среду Левенштейна - Иенсена вырастают круглые, маленькие, влажные, почти прозрачные колонии цвета слоновой кости (дисгонический рост). Культура M.bovis - микроаэрофильна. Поэтому посев в жидких или полужидких средах дает рост в глубине среды. При пересевах культура адаптируется к аэробному росту.

M.tuberculosis - основной возбудитель туберк4леза человека, однако он патогенен и для приматов, собак, попугаев и некоторых животных, контактирующих с человеком. Мало патогенен для кроликов, кошек, коз, крупного рогатого скота и домашней птицы.

M.tuberculosis - прямые или слегка изогнутые тонкие палочки, иногда встречаются очень короткие или длинные, а иногда ветвящиеся формы. Таким образом, бактериям туберкулеза свойственен полиморфизм. Особенно часто полиморфизм микобактерий описывают при антибактериальной терапии. Молодые особи микобактерий - длиннее, а более зрелые - короче, появляются кокковые формы. В старых культурах иногда бывают ветвистые формы микобактерий. Микобактерии содержат гранулы, количество которых различны и зависит от многих факторов.

M.tuberculosis дает рост на искусственных питательных средах быстрее, чем M.bovis. добавление глицерина к питательным средам улучшает и ускоряет рост M.tuberculosis.микобактерии туберкулеза человеческого вида на плотных яичных средах растут в виде сухих, крошковатых, матовых колоний неправильной формы, иногда напоминающих цветную капусту. На бычьей сыворотке, глицериновом картофеле и 5%-ной глицериновой сыворотке они растут медленно, пышно, толстыми складчатыми краями (эугонический рост). Обычно колонии имеют цвет слоновой кости, однако при старении приобретают кремовую или даже желтую окраску. В воде плохо суспензируются. Культура M.tuberculosis высокоаэробна; посев в жидкую или полужидкую питательную среду дает рост на поверхности среды. Оптимальная температура роста 37 С, но растет, хотя значительно хуже, при 30-34 С (рН 6,4 - 7,0). При комнатной температуре и повышенной температуре (45 С), как и M.bovis, роста не дает.

M.avium - основной возбудитель туберкулеза домашних и диких птиц. Он патогенен и для свиней, в меньшей степени для крупного рогатого скота. У людей может вызвать туберкулез нередко с тяжелым течением (Благодарный, 1980).

M.avium - тонкие, прямые или изогнутые, с округленными концами, сплошные или зернистые палочки. Размер непостоянен, зависит от условия их обитания и др. факторов. Сильно развит полиморфизм, вследствие чего в препаратах - мазках отмечают как коккоподобные, так и длинные палочки. Рост культуры микобактерий туберкулеза птичьего вида на плотных яичных средах появляется раньше, чем у культур микобактерий бычьего и человеческого видов. Колонии влажные, гладкие, блестящие; имеют вид закругленных бляшек цвета слоновой кости. На твердых питательных средах иногда образуются кольцеобразные колонии с валикоподобными краями. Такие колонии на средах дают обычно культуры старше 1,5 мес. штаммы M.tuberculosis и M.bovis кольцеобразных колоний не образуют. При старении штаммы M.avium иногда приобретают желтый цвет. Редко выявляют сухие, шероховатые колонии (R - форма).

M.avium не так требовательны к питательным средам, как возбудитель туберкулеза бычьего и человеческого вида. Поэтому он растет и на обычном и на сахарном агаре. На глицериновом агаре дает быстрый рост в виде рыхлого плоского налета; на глицериновом бульоне образует поверхностную пленку. Хорошо суспензируется в физиологическом растворе. Оптимальная температура роста 40 С, но дает рост и при 45 С, и в большинстве случаев при комнатной температуре, но значительно медленнее и скуднее.

На основании изучения белкового состава микобактерий, который специфичен для представителей каждого вида и обусловлен наследственным кодом, связанным со структурой ДНК, обнаружено близкое сходство денситограмм M.avium и М.intracellularae. Данные о сходстве белкового комплекса служат дополнительным основанием для отнесения M.avium к нехромогенным атипичным микобактериям по классификации Раньона (Фадеева с соавторами, 1981).

а) Атипичные микобактерии.

Интерес к проблеме атипичных микобактерий возник в начале 50-ых годов 20 века, когда были выявлены заболевания людей клинически и рентгенологически сходные с туберкулезом, но возбудители которых отличались от микобактерий туберкулеза. Атипичные микобактерии не отличаются от возбудителя туберкулеза по морфологическим и тинкториальным свойствам, но существенно различаются по культуральным, биохимическим и вирулентным свойствам для лабораторных животных (Каграманов, 1963). Их называют также неклассифицируемыми, анонимными микобактериями.

Относительно сущности микобактерий имеются различные точки зрения. Некоторые исследователи считают их мутантами туберкулезных микобактерий (Каграманов, 1967; Дыхно с соавторами, 1966; Тогунова, 1966). Эта точка зрения связана с тем, что почти все атипичные микобактерии были выделены от больных туберкулезом. Под влиянием процессов заживления микобактерии теряют свои основные или же приобретают другие свойства. Решающим фактором, доказывающим происхождение атипичных микобактерии от истинных микобактерий туберкулеза, считали возможность перехода их перехода в типичный вирулентный штамм возбудителя туберкулеза (Каграманов, 1963; Клебанов, 1966). Генетическое родство атипичных микобактерий с туберкулезными, подтверждает их способность вызывать у подопытных животных специфические или параспецифические для туберкулеза клеточные реакции, а также сенсибилизировать лабораторных животных к туберкулину (Каграманов, 1963 и др.).

После внедрения в практику туберкулостатических препаратов атипичные микобактерии из патологических препаратов стали выделять чаще. Ряд авторов причиной возникновения глубоких и подчас необратимых изменений у микобактерий туберкулеза считают химиотерапию, подтверждением этого послужило выделения ряда атипичных микобактерий на средах, содержащих фтивадиз (Драбкина, Макарова, 1965; Дыхно, 1966).

В настоящее время атипичные микобактерии считают самостоятельным видом бактерий. На основании анализа нуклеиновых кислот и серологического исследования микобактерий, а также количественной таксономии доказано, что атипичные микобактерии являются самостоятельным видами, а не мутантами M.tuberculosis (Wayne,1971). Установлена специфичность белкового комплекса для различных групп и видов микобактерий (Фадеева с соавторами, 1984). Условно - патогенные атипичные микобактерии более сходны с микобактериями туберкулеза, чем с сапрофитами (Фадеева с соавторами, 1981).

С помощью таких методов исследования, как газожидкостная хроматография, масс - спектрометрия и ядерный магнитный резонанс, получена более точная информация о составе и строении микробных липидов, которая подтверждает самостоятельность видов атипичных микобактерий.

У разных видов микобактерий обнаружены как специфические видовые, так и межвидовые антигенные связи. Tuboly (1967), изучая восемь антигенных компонентов M.bovis определил что, M.avium было четыре, а у видов сапрофитных микобактерий - лишь 2-3 антигенных компонента, идентичных с M.bovis. все это свидетельствует о неидентичности атипичных микобактерий возбудителям туберкулеза.

 4. Антигенная структура микобактерий.

У микобактерий установлены как специфические видовые, так и межвидовые и даже межродовые антигенные связи. У отдельных штаммов микобактерий выявлены различные антигены (Kniker, 1965). Все без исключения микобактерии содержат вещество, устойчивое к нагреванию и протеолитическим ферментам (Castelnuovo, Morellini, 1965). Это вещество - полисахарид, который и служит общим антигеном. Кроме того, различные виды микобактерий имеют специфические антигены.

В штаммах M.tuberculosis - 10, в штаммах M.bovis, M.avium и атипичных микобактериях - 8-10, а в сапрофитных видах микобактерий - 4-6 антигенных компонентов. У M.avium найдено четыре, видов сапрофитных микобактерий - лишь 2-3 идентичных с M.bovis имеют идентичный антигенный спектр из восьми антигенов, из которых 5-6 были общеродовыми и реагировали с антисыворотка - ми к микобактериям и других видов: шесть - с M.tuberculosis ,3-5 - с M.kansasii, 2-4 - с M.marium, 2-4 - с M.scrofulaceum, 1-3 - с M.avium,1-4 - с M.intracellularae, 3-4 - с M.xeponi,1-2 - с M.fortuitum. В культурных фильтратах M.bovis обнаружено до 20, а у M.tuberculosis - 17 антигенов (Лысенко, 1984, 1987).

Антигены различных видов микобактерий (M.bovis, M.tuberculosis, M.avium) неидентичны между собой по количественному и качественному содержанию химических веществ (Шарифуллин, 1981).

5. Химический состав.

В состав микобактерий входит вода (80-80,9%), зольные (2,6%) и органические вещества (11,6%), в то числе липиды, белки, полисахариды и др.Из зольных веществ в микобактериях обнаружены фосфор, кальций, магний, натрий, калий, железо, цинк и марганец. В микобактериях туберкулеза человеческог7го вида фосфор занимает 74% зольных веществ.

Белки и ДНК. Белки составляют 57-84% сухой массы микобактерий. Они имеют ряд характерных свойств. Каждому виду микобактерий характерен свой набор белковых фракций, которые можно использовать для идентификации различных видов микобактерий. Белки микобактерий содержат от 18 до 20 аминокислот, в основном аргинин, гистидин и лизин. Из микобактерий туберкулеза выделены туберкулопротеиды, которые у здоровых животных не вызывают поражения тканей. При введение таких туберкулопротеидов в организм экспериментального животного развивается чувствительность замедленного типа или кожная реакция типа Артюса. При соединении туберкулопротеидов с липополисахаридами или другими компонентами микобактерий в организме экспериментальных животных развивается состояние повышенной чувствительности замедленного типа. В сенсибилизированном организме туберкулопротеиды вызывают кожные и общие туберкулиновые реакции. Туберкулопротеиды - это единственные компоненты микобактерий. Которые продуцируют in vitro реакции. Считающиеся аналогами кожной пробы повышенной чувствительности замедленного типа.

Туберкулопротеиды являются полными антигенами, вызывая в организме животных специфические антитела. Они также активны и специфичны в серологических реакциях. ДНК микобактерий относится к гуанин - цитозин (ГЦ) -типу ДНК

Полисахариды. Составляют до 15 % сухой массы микобактерий туберкулеза. Они присутствуют в микобактериях как в свободном, так и связанном состоянии с фосфотидами, воском, нуклеиновыми кислотами и белками.

Липиды. В отличие от других микроорганизмов микобактерии туберкулеза характеризуются повышенным содержанием липидов, достигающих 10-40% сухого веса микобактерии. Содержание липидов в микробной клетке не стабильно, А колеблется в зависимости от вида микобактерий, возраста культуры и среды, на которой их выращивают.

В микобактериях большая часть липидов сосредоточена в клеточной стенке. Так, в стенках M.bovis сосредоточено до 66% вех липидов.

В клетках глицерин образует сложные эфиры не только с обычными жирами, но и с миколовыми кислотами. Воск в большинстве случаев представляет собой гликолипиды, пептидолипиды и гликопептидолипиды. Истинный воск хроматографически обнаружен в липидах клеточной стенке патогенных микобактерий (1966г.). Глицериды и воск служат запасными клеточными веществами.

Кроме того, в микобактериях присутствуют миколовые кислоты, которые имеют 58-87 атомов углерода в молекуле, а алифатическая цепь содержит 22-24 углеродных атома. Миколовые кислоты входят в состав клеточных стенок микобактерий, образуя арабиногалактанмукопептидный комплекс, а также находятся в стенках в свободном состоянии, в составе воска Д и корд-фактора. Кислотоустойчивость микобактерий непосредственно связана с присутствием в клетках миколовых кислот.

Разветвленные жирные кислоты (фтиеновые, микоцеразиновые и миколовые и их эфиры) вызывают образование туберкулезных бугорков. Особенно токсичным липидным соединениям оказался корд-фактор 6,6 -димиколат трегалозы, содержащийся во всех микобактериях. Корд - фактор подавляет миграцию лейкоцитов, что в конечном счете защищает внедрившееся в макроорганизм микобактерии от разрушения их лейкоцитами. Липиды играют важную биологическую роль в повышении резистентности к неблагоприятным условиям внешней среды и макроорганизма. Благодаря им микобактерии устойчивы к кислотам, щелочам, антисептическим веществам, высушиванию и т.д.

Липиды микобактерий обладают комплексным биологическим действием, которое выражается в их токсичности, образовании специфических изменений вы тканях, от них зависит вирулентность микобактерий, а также формирование чувствительности повышенного типа.

6. Изменчивость микобактерий.

Один из видов изменчивости микобактерий туберкулеза - образование фильтрующихся форм (Тогунова, 1927; Хоменко с соавт. 1982). Это очень мелкие, невидимые при обычной микроскопии формы, обладающие весьма слабой вирулентностью. Их можно выявить лишь в случае реверсии, используя для этого повторные пассажи на морских свинках. В этих случаях иногда обнаруживаются кислотоустойчивые палочки, обладающие весьма низкой вирулентностью.

Фильтрующиеся формы следует рассматривать как мельчайшие фрагменты микобактерий туберкулеза, образующиеся в неблагоприятных условиях существования и способны к реверсии.

Хотя этому вопросу посвящено много работ отечественных и зарубежных авторов, природа данных форм, их структура, а также значение в патогенезе туберкулеза до сих пор окончательно не установлены.

L - формы микобактерий туберкулеза получены и описаны впервые в 1942 году Alexander - Jackson, в Советском Союзе - в 1972-1974 гг. Шмелевым и Дорожковой. Это дефектные в отношении клеточной стенки или полностью утратившие ее варианты микобактерий. Для L - форм характерны резко измененная морфология бактериальной клетки и пониженный метаболизм. Они имеют низкую вирулентность и быстро разрушаются во внешней среде. Из - за отсутствия или повреждения клеточной стенки они не воспринимают обычно применяемые красители для окраски микобактерий, вследствие чего их не удается обнаружить бактериоскопически в мазках из пораженных органов. Превращение микобактерий туберкулеза в L - формы происходит не только под действием противотуберкулезных препаратов, но и под влиянием защитных сил макроорганизма, и, возможно, других факторов (Земскова, Дорожкова, 1984).

L - формы микобактерий туберкулеза могут находиться в макроорганизме в стабильном и нестабильном состоянии, т.е. реверсировать в исходный микробный вид с восстановлением вирулентности. При этом вирулентные свойства стабильных L - форм микобактерий резко понижены по сравнению с вирулентностью нестабильных форм. Последние вызывают у морских свинок генерализованный туберкулез, в то время как стабильные L - формы обуславливают лишь морфологические изменения, близкие к вакцинному процессу. Стабильные L - формы микобактерий в преобладающем большинстве случаев находят в неактивных очагах туберкулеза. Предполагают, что эти очаги способствуют возникновению у здоровых инфицированных людей противотуберкулезного нестерильного иммунитета (Земскова, Дорожкова, 1984).

В современных крупных хозяйствах на фоне использования химиотерапии создаются благоприятные условия для образования L - форм микобактерий туберкулеза в организме у крупного рогатого скота (Байтерякова, Макаров, 1982). Применении изониазида с лечебно - профилактической целью при туберкулезе телят способствует образованию в организме L - форм микобактерий. Эти L - формы вызывают скрытое течение болезни (Федосеев с соавт., 1985).

Присутствие в организме КРС микобактерий туберкулеза объясняет латентное течение животных в тех хозяйствах, где причину туберкулеза обычным методами исследования установить не удается (Байтерякова с соавт., 1982).

L - трансформация микобактерий туберкулеза изучена еще не достаточно, так же как и патогенетическая роль L - форм микобактерий туберкулеза.

Лекарственную устойчивость микобактерий туберкулеза следует рассматривать как одну из форм проявление из изменчивости. В частности, в присутствии, туберкулостатического препарата как фактора отбора может произойти изменение значительной части клеток в популяции или доминирующее размножение лекарственно устойчивых микроорганизмов. Лекарственная устойчивость у различных штаммов микобактерий не постоянна, а колеблется в широких пределах. В основе возникновения лекарственной устойчивости лежит спонтанная мутация. Вследствие спонтанной мутации возможны изменения в морфологии колоний штамма микобактерий.

Кроме того, описан ряд мутагенных факторов: УФЛ, радиация, различные химические вещества и др., вызывающие у микобактерий образование пигментных, лекарственно устойчивых, ауксотрофных и других измененных мутантов.

7.Патогенность и вирулентность различных видов микобактерий.

Под патогенностью микобактерий подразумевается их способность преодолевать естественные защитные силы организма, проникать в него, размножаться в нем и вызывать патологические изменения, а под вирулентностью - степень болезнетворности микобактерий.

Патогенность микобактерий не является стабильным признаком, а меняется в зависимости от многих признаков. Так, вид микобактерий, обладающий выраженной вирулентностью для одного вида животных, безвреден для других. Например, микобактерии патогенны для птиц, однако не патогенны для морских свинок, лошадей и редко вызывают туберкулез у крупного рогатого скота.

Один и тот же штамм микобактерий может иметь различную вирулентность в отношении различных животных одного и того же вида (Драбкина,1963). Поэтому для определения вирулентности изучаемого штамма микобактерий следует использовать несколько видов опытных животных. Кроме того, на вирулентность влияют пути их введения в организм, доза вводимого штамма, возраст изучаемого штамма и, конечно, животное, подвергающееся заражению.

Виды возбудителей туберкулеза наиболее патогенны для тех животных, на которых они адаптировались. Так, M.bovis - наиболее патогенен для крупного рогатого скота, M.tuberculosis - для человека, а M.avium - для птиц.

Возбудитель туберкулеза КРС патогенен и для других домашних и диких жвачных и плотоядных животных, человека и обезьян, однако степень патогенности для них различна.

Возбудителем туберкулеза бычьего вида заражаются и верблюды, причем процент их зараженности больше в тех хозяйствах, где более широко распространен туберкулез крупного рогатого скота (Кибасов, 1980). Хотя овцы более устойчивы к M.bovis по сравнению с КРС, но в условиях обширного заражения последних высоковирулентным возбудителем и овцы заболевают туберкулезом (Данко, 1983). У пушных зверей к возбудителю туберкулеза КРС особенно чувствительны норки и нутрии, несколько меньше - песцы и серебристо - черные лисицы (Хайкин, 1983). У свиней регистрировали туберкулез, вызванный M.bovis. Наибольшую заболеваемость свиней отмечали в хозяйствах неблагополучных по туберкулезу КРС. Частота заболеваемости у кошек и собак зависит от степени контактирования их с крупным рогатым скотом больных туберкулезом (Басыбеков с соавторами, 1985). Кроме вышеназванных животных туберкулезом бычьего вида заболевают лошади, козы, ослы, обезьяны, кролики, морские свинки и другие виды животных.

M.avium - основной возбудитель туберкулеза диких и домашних птиц. Чаще он вызывает туберкулез у кур и отряда куриных, реже - у уток, гусей, индюков, лебедей и других видов птиц. Представители отряда Куринных заражаются как спонтанно, так и экспериментально при любом способе инфицирования, причем заражение возбудителем приводит к развитию туберкулеза, которое заканчивается гибелью птиц.

Возможно и заражение сельскохозяйственных животных тубе5ркулезом птичьего вида. При инфицировании КРС микобактериям птичьего вида обычно не развивается типичных патоморфологических изменений, однако названный возбудитель вызывает у КРС кратковременную сенсибилизацию организма к туберкулину. У КРС, сенсибилизированного M.avium, отсутствовали типичные изменения, однако в лимфатических узлах кишечника был обнаружен M.avium (Кочмарский, 1983).

Крупный рогатый скот заражается возбудителем туберкулеза птичьего вида через корм и воду, загрязненными испражнениями кури других птиц, в том числе и голубей. Но не исключена возможность инфицирования здоровых животных от зараженного M.avium скота (Доронин, 1961; Щербань, 1968).

При заражении КРС M.avium иногда поражены вымя, мезентеральные лимфатические узлы и серозные покровы грудной и брюшной полостей при нормальных легких, что несвойственно туберкулезу M.bovis. Из домашних птиц к возбудителю туберкулеза птиц наиболее восприимчивы свиньи. Источником заражения свиней M.avium могут быть больные куры (Щуревский, 1972). От клинически здоровых свиней с туберкулезоподобными изменениями в лимфатических узлах M.avium выделили Анищенко с соавторами (1970), Лиепиньш (1973), Юдин (1977), Солоненко (1980), Акберов (1986) и др.

В странах, где еще не ликвидирован туберкулез птиц, свиньи заражаются от домашней птицы. Однако ликвидация туберкулеза птиц и содержание свиней в промышленных комплексах отдаленно от домашней птицы незначительно уменьшило число реагирующих на туберкулин свиней.

В данном случае источником заражения могли быть голуби, воробьи, зараженные M.avium, а также почва и вода, где M.avium могут находиться длительное время.

Кроме вышеназванных видов животных возбудителем туберкулеза птиц заражаются лошади, козы, овцы, обезьяны, кролики и другие виды животных.

В медицинской литературе описаны случаи легочной и внелегочной формы туберкулеза у людей, вызванные микобактериями птичьего вида (Ченских с соавторами, 1986; Шмелев, 1973; Зыков, 1978). У ослабленных людей с нарушением сопротивляемости организма M.avium может стать причиной тяжелых легочных заболеваний (Зыков, Ильина, 1978).

Виды M.avium M.intracellulare по бактериологическому и биохимическому исследованиям практически неразличимы, то в последнее время их рассматривают как микобактерии комплекса avium - intracellulare. Возбудителями микобактериоза свиней почти без исключения являются микобактерии комплекса avium - intracellulare (Рудайтис, 1974; Зерен, 1975; Козлов, 1983; Нечваль, 1986).

Виды быстрорастущих микобактерий в основном сенсибилизируют животных к туберкулину, поскольку их выделяют их неизмененных лимфатических узлов КРС, реагировавшего на туберкулин.

Однако имеются случаи описания тяжело протекающих маститов коров, вызванных M.fortuitum и M.smegmatis.

Виды быстрорастущих микобактерий (M.fortuitum, M.chelonei) в единичных случаях были выделены из содержимого абсцессов собак и кошек (Басыбеков с соавторами, 1985).

Атипичными микобактериями заражаются и птицы. Описаны в основном случаи выделения атипичных микобактерий от кур, в том числе скотохромогенные и быстрорастущих микобактерий. От диких птиц также изолированы культуры атипичных микобактерий (Мартма, Тяхнас, 1974; Михайлова, 1976).

8. Механизм передачи возбудителя.

Перемещения возбудителя туберкулеза от зараженного организма в восприимчивый здоровый является для него биологической необходимостью, так как это обеспечивает сохранение возбудителя в природе как вида. Бесконечное пребывание возбудителя в организме невозможно, т.к. продолжительность жизни животного ограничена, а сего смертью погибает и возбудитель.

Попав из зараженного организма во внешнюю среду, возбудитель лишается естественных условий существования. Следовательно, срок его пребывания во внешней среде тоже ограничен. Микобактерии должны вновь внедриться в организм восприимчивого животного. Весь процесс перемещения возбудителя из зараженного организм в восприимчивый здоровый называют механизмом передачи. Он состоит из трех фаз: выведение возбудителя из зараженного животного, пребывание во внешней среде, внедрение в организм здорового животного.

Механизмом передачи возбудителя инфекции называют эволюционно сложившуюся видовую приспособленность патогенного микроорганизма к перемещению источника возбудителя инфекции к здоровому восприимчивому животному, что обеспечивает новые случаи заражения и непрерывность эпизоотического процесса. Характер передачи зависит от локализации возбудителя в зараженном организме и путей его выделения, а внедрения в новый организм - от нахождения ворот инфекции (Бакулов, 1979; Конопаткин, Бакулов, 1984).

Выведение возбудителя туберкулеза из организма зараженного животного осуществляется при физиологических процессах (дыхание, молокоотдача, дефекация, мочеиспускание, десквамация эпителия) и при патологических явлениях (кашель, носовые истечения, понос и т.д.).

В организм животного возбудитель внедряется через слизистую оболочку дыхательных путей или желудочно - кишечного тракта.

В корм микобактерии туберкулеза попадают с выделениями больных животных. Загрязнение почвы происходит при выпасе больных животных, орошении полей необеззараженным жидким навозом и сточными водами предприятий, перерабатывающих животное сырье и продукты (мясокомбинаты, убойные станции, молочные пункты и т.д.). Скорость санации зависит от типа самой почвы и входящих в нее органических и минеральных веществ, а также температуры, влажности, рН и других факторов. Корма могут загрязняться в помещениях (скотных дворах, свинарники, птичники), где содержатся больные животные, на территории фермы. Известны случаи заноса возбудителя в благополучные хозяйства с зараженным сеном, соломой.

В навозе микобактерии туберкулеза бычьего вида могут сохранять жизнеспособность от 5 до 24мес. (Самоволов, Жаров, 1973).

Трупы павших от туберкулеза животных и пораженные органы вынужденно убитых животных при определенных условиях также могут быть факторами передачи возбудителя. В труппах и пораженных органах микобактерии туберкулеза могут выживать до 2мес. и даже до 2 лет. Гниение и разложение трупов слабо действует на возбудителя туберкулеза. Несвоевременная уборка трупов и пораженных органов убитых животных ведет к заражению почвы, пастбищ, водоемов.

В мясе замороженном, хранящемся в холодильнике, возбудитель туберкулеза сохраняет жизнеспособность до 1 года, в соленом мясе - до 45-60дн. Поэтому использование необеззараженного мяса животных, больных туберкулезом, может привести к заражению пушных зверей, собак, кошек.

Яйца кур, больных туберкулезом, могут содержать возбудитель туберкулеза и способствовать его передачи.

Совокупность факторов и механизмов передачи возбудителя инфекции называют путями его распространения. Туберкулез может передаваться аэрогенным и алиментарным путем.

У людей возможно проникновение возбудителя через кожу, например при разделке мяса убитых животных и при вскрытии трупов животных, павших туберкулеза. В звероводстве люди могут заразиться подобным образом при вскрытии зверей, больных туберкулезом, и при съемке шкурок, когда при разрыве брюшной стенки происходит контакт пораженных органов с незащищенными руками (Хайкин, 1976).

Таким образом, пути передачи возбудителя туберкулеза чрезвычайно разнообразны. При проведении противотуберкулезных мероприятий большое значение имеют выявление этих путей и разрыв механизма передачи возбудителя.

9. Влияние химических факторов на микобактерии.

Микобактерии туберкулеза весьма устойчивы ко многим химическим веществам. Их высокая устойчивость связана со строением клеточной стенки, которая обеспечивает им механическую осмотическую защиту (Ерохин, 1982).

В отношение кислот микобактерии довольно резистентны. Так, в 5-10%-ном растворе соляной и серной кислот они становятся жизнеспособными в течение 24ч. В 5%-ном растворе фенола они не погибают в течение 24 ч. (Благодарный, 1980). Высокой бактерицидностью в отношении микобактерий 1%-ный раствор хлорамина с добавлением 1%-ного раствора хлористого аммония (Вашков, 1977). 0,5%-ный раствор этостерила убивает микобактерии туберкулеза в течение 30 мин., 5%-ный раствор карболовой кислоты - в течение 5 ч. и 3%-ный раствор лизола - в течение 1ч. Однако, по другим данным, даже 10%-ный раствор лизола убивает микобактерии туберкулеза только в течение 12ч. (Благодарный, 1980).

M.avium сохраняет вирулентность в патологическом материале, хранящемся в 30%-ном растворе глицерина при температуре 5 С в течение 2 месяцев, а выживаемость в течение 3 месяцев.

Довольно быстро микобактерии убивают 50-70% алкоголь (Lindner, 1971). Соление и кипячение лишь незначительно обезвреживает микобактерии.

Возбудители туберкулеза довольно чувствительны к действию кратковолнового УФ излучения, и при облучении их в течение 30с. Погибало 92,3% микобактерий (Шахбанов с соавт., 1972). Возбудитель бычьего вида погибал при инфракрасном электронагреве при температуре 75 С в течение 60с., человеческого и птичьего видов при 77 С - 3с. M.intracellulare при 75 С - 30с. Однако значительно устойчивее к инфракрасному излучению и электронагреву M.scrofulaceum, которая погибла при температуре 75 С только через 5мин. (Позднякова, 1985).

Устойчивость микобактерий к химическим и физическим факторам обусловлена как их видовой принадлежностью, так и условиями в которых они находятся. Атипичные микобактерии пор сравнению с M.bovis и M.avium более устойчивы к 3%-ному щелочному раствору формальдегида и 8%-ной эмульсии феносмолина, особенно M.intracellulare и M.gordonae (Колычев, 1984).

10. Иммунизирующие свойства микобактерий.

Со времени открытия возбудителя туберкулеза были проведены многочисленные исследования по изучению иммуногенности живых и убитых туберкулезных и атипичных микобактерий.

Иммунопрофилактика туберкулеза с помощью вакцин гетерогенного типа, изготавливаемых из микобактерий, патогенных для холоднокровных, оказалась неэффективной.

Иммунизация животных микобактериями туберкулеза, убитыми физичес - кими или химическими методами (тепло, солнечный свет, хлор, йод, олеиновая кислота, мочевина, ацетоном, бензином и др.), не дала удовлетворительных результатов (Кальметт, 1929).

При использовании в качестве вакцин возбудителя туберкулеза птичьего, человеческого, мышиного видов микобактерий, выделенных из медяницы, водяной черепахи, а также эмульсии, приготовленной из лимфатических узлов туберкулезных животных, были установлены их иммуногенные свойства.

Вакцина БЦЖ способствует образованию иммунитета у телят, но не обеспечивает надежной защиты от туберкулеза. Кроме того, появление аллергии у вакцинированных животных и отсутствие пригодных для практики методов дифференциации поствакцинальных реакций на туберкулин от постинфекционных затрудняет ее применение.

Как метод борьбы с туберкулезом иммунизацию КРС в ветеринарной практике не проводят (Шишков с соавт., 1986). Некоторые отечественные исследователи рекомендуют использовать вакцину БЦЖ в общем комплексе противотуберкулезных мероприятий.

Изучение вакцинного штамма микобактерий человеческого вида В-115 показало его высокую остаточную вирулентность. Из штамма «Валле» микобактерий туберкулеза бычьего вида получен новый авирулентный вакцинный штамм «БК - Харьков» (Черкасс, Кандыба, Дикий, 1974).

Изученные иммунизирующие свойства вакцины из штамма БЦЖ, жидкой вакцины «БК - Харьков», жидкой вакцины из штамма В-115 (Вейсфлейер, 1975) и из штамма «К» (Говоров, Кассич с соавт. ,1978) на КРС в экспериментальных и производных условиях. Прививка телят не дала образования иммунитета достаточной напряженности. При контакте с больными коровами телята заболевали туберкулезом.

11. Диагностика.

Для успешной борьбы с туберкулезом важное значение имеет своевременное выявление больных и зараженных животных. Диагноз на туберкулез у животных устанавливают на основание патологоанатомических, бактериологических, включая биологическую пробу, и аллергическ5их исследований с учетом эпизоотологических данных и клинических признаков болезни. В качестве дополнительных способов при диагностике туберкулеза у животных применяют серологические исследования и симультанную аллергическую пробу.