Состояние естественной резистентности и иммунологической реактивности у новорожденных телят при колибактериозе

телят кишечных палочек (Bact. сoli, позже названной Eschеrichia coli,

1939), обнаруженных Обихом [C. О. Jensen, 1897], а позже Эшерихом [Th.

Escherich, 1885] прошло длительную историю становления.

Морские свинки и кролики после заражения кишечной палочкой погибали

через несколько часов, а иногда через 2 дня, при наличии сильного поноса и

повышенной температуры [Th. Escherich, 1885]. Болезнетворное действие

микроба проявлялось как при интраперитонеальном, так и при подкожном

заражении.

Датский ученый C. O. Jensen, 1897 первый обратил внимание на кишечную

палочку как на возбудителя поносов у новорожденных животных. Его

исследования позволили предположить об аналогичной причине диспепсических

расстройств у детей.

По данным многочисленных исследователей среди массовых желудочно-

кишечных заболеваний новорожденных телят значительный удельный вес занимают

инфекционные заболевания, из которых наибольшее распространение имеет коли-

инфекция [П. Алтухов, 1904; М. К. Апалев, 1908; Th. Smith, M. L. Orcutt,

1925; Ф. Гутира, И. Марек, Р. Маннингер, И. Мочи, 1961; Т. П. Руденко,

1963; О. С. Андреева, 1966; Д. Келмен, 1967; Е. П. Чиркова, 1968; Я. Е.

Коляков, С. С. Гительсон, Л. С. Каврук, 1970; Л. Н. Головнев, 1970; S.

Craven, 1970; C. C. Gaу, 1971; H. Feу, 1972; T. Gossling, K. A. Mckaу,

1974; H. W. Moon, 1974; S. D. Acres, C. J. Laing, O. M. Radostis, 1975; А.

В. Голиков, А. С. Вовк, А. Т. Марчук, В. Т. Ширяева, 1976; J. Tyler, 1976;

Л. К. Волынец, 1978; Г. Пашкявичус, 1978; Я. Е. Коляков, 1978; Ю. В.

Алексеев, 1979; J. E. C. Bellamу, S. D. Acres, 1979; J. Hutchinoson, 1979;

H. W. Smith, M. B. Huggins, 1979; E. Salajka, 1980; М. А. Сидоров, 1981; H.

Feу, 1981; Дж. Х. Б. Рой, 1982; C. C. Gaу, S. M. Parish, T. C. McGuire,

1982; В. А. Аликаев, В. В. Матюшин, 1983; Г. В. Гнатенко, Л. Т. Тупица,

1984; М. А. Сидоров, 1984; В. А. Гушул, Л. А. Афанасьев, Т. П. Мантрова,

1984; M. E. Amstutz, 1985; J. A. Morris, W. J. Sojka, 1985; В. Г. Зароза,

1985; И. И. Фельдман, 1985; Я. Антал, Р. Благо, Я. Булла, 1986; В. И.

Девликамов, М. А. Сидоров, 1986; L. Okerman, 1987; M. M. Levine, 1987; К.

С. Ливанов, 1988; Г. Л. Дворкин, 1989; З. М. Бедоева, 1990; В. Г. Зароза,

1991; В. А. Ушкалов, 1992; Г. К. Волков, В. Д. Баранников, 1997; ].

1.1.2. Возбудитель болезни. Изучение энтеропатогенной роли кишечной

палочки для человека и животных начинается сразу же после открытия ее

Обихом Цит. по Jensen C. O., (1897), позже Эшерихом [Th. Escherich, 1885]

и, особенно Иенсеном [C. O. Jensen, 1897].

В 1897 году C. O. Jensen, 1897 отметил, что в органах и кишечнике телят,

павших от кровавого поноса, находится большое количество микробов подобных

тем, которые были открыты Эшерихом. Иенсен установил, что достаточно

новорожденному теленку дать вместе с молоком 5-6 мл бульонной культуры Е.

coli, выделенной из трупов телят, павших от поноса, чтобы вызвать

смертельную болезнь.

Возможность эндогенного возникновения колибациллеза у телят путем

скармливания им креолина, пиоктанина и формалина, вызывавших у телят острый

энтерит и последующее проникновение Е. coli в общий кроваток

экспериментально подтвердил C. O. Jensen, 1905. Из органов павших в этих

случаях животных выделяли бактерии кишечной палочки, способные вызвать

заболевание при пероральной даче их здоровым телятам без введения

раздражающих веществ. На этом основании Иенсен считал, что дизентерию,

«белый понос», может вызвать любая кишечная палочка, если по каким либо

причинам резко снижается резистентность организма новорожденного. Иенсен

первый приготовил вначале моно валентную сыворотку а затем поливалентную

гипериммунную колисыворотку и с успехом ее применил для профилактики

«белого поноса».

Мнение Иенсена разделяли и русские исследователи [П. Алтухов, 1904; М.

К. Апалев, 1908].

Иенсен указывал, что гибель новорожденных телят, может быть как в

результате септической формы колибациллеза, так и в результате тяжелого

гастроэнтерита с явлениями интоксикации, без проникновения возбудителя в

кровяное русло. Автор не обнаружил различия в культурально-биохимических

свойствах у штаммов, выделенных от поносящих телят, и штаммов, выделанных

от здоровых животных того же возраста.

Количественные и качественные соотношение разных серогрупп Е. coli в

содержимом кишечника мало чем различаются у больных и здоровых телят [W. J.

Sojka, 1971].

В настоящее время для дифференциации энтеропатогенных штаммов и

непатогенных используют классический тест на изолированных петлях кишечника

кролика, поросенка, теленка [E. Salajka, 1980].

В последнее время опубликовано значительное количество работ, в которых

подробно дается характеристика купьтурально-морфологических и биохимических

свойств Е. coli выделенных от новорожденных телят, как больных, так и

здоровых [C. O. Jensen, 1897; О. С. Андреева, 1966; Е. П. Чиркова, 1968; А.

Ф. Пилуй, В. А. Ленькова, В. В. Медведьев, 1974; L. L. Myers, P. A. Guinee,

1976; Я. Е. Коляков, 1978; Л. К. Волынец, 1978; J. Hutchinson, 1979; М. А.

Сидоров, 1980; S. Tzipori, 1981; H. Brade, C. Galanos, 1983; И. И. Тарасов,

1984; Б. М. Анохин, 1985; А. В. Драгомир., Е. А. Драгомир., А. Ф. Карышева,

Ф. В. Спатарь,1985; И. И. Фельдман, 1985; В. Тилга, Н. Кампус, 1986; У.

Риихикоски, 1986; H. W. Ewing, 1986; М. А. Сидоров, 1987; Н. А. Соколова,

О. А. Полякова, Н. И. Евглевская, 1987; К. С. Ливанов, 1988; I. Blanco, E.

A. Gonzalez, S. Garcia, 1988; Н. Н. Жосан, 1989; А. А. Гутковский, 1989; B.

H. Janke, D. H. Francis, J. E. Collins, 1990; В. Г. Зароза, 1991; Ю. С.

Кабанков, С. Ф. Армашу, 1991; G. Galiero, M. Palladino, O. Lai, C. G.

Goffredi, 1995; А. В. Куликовский, А. Н. Панин, В. В. Соснина, 1997].

Согласно последним международным классификациям кишечных бактерий (9-ое

издание определителя бактерий Берги) род Escherichia представлен одним

видом Escherichia coli, который в свою очередь делится на серо-

ферментативные типы.

Е. coli представляет собой бактерию или кокобактерию размером 1-4

мкм/0,4-0,6 мкм. Под влиянием внешних факторов эшерихии трансформируются в

нитевидные формы длиной до 8-10 мкм. Спор не образуют. Перитрихи, но

некоторые штаммы не имеют жгутиков (атрихи). Под воздействием антибиотиков

и других факторов образуются гранулярные формы (L-форма), представленные

сферическими элементами различной величины (5-20 мкм). Большинство

серотипов, изолированных от здоровых животных не образуют капсулу.

Изолированные серотипы от больных животных могут быть как

капсулообразующими (серотипы 08, 09 и 0101), так и не образующими капсулу.

Красятся всеми анилиновыми красками. Грам-негативные.

Е. coli обладают ресничками (пили), которые представляют рецепторы,

посредством которых происходит абсорбция на бактериальной клетке РНК-

содержащих фагов, а также осуществляется проникновение РНК фага в микробную

клетку. В процессе конъюгации через реснички (пили), выполняющие роль

коньюгационного мостика (канала) происходит передача ДНК от клетки донора к

клетке реципиенту. Фимбрии (реснички, пили) обладают адгезивными свойствами

с помощью которых эшерихии прикрепляются на эпителиальных клетках

пищеварительного тракта.

Способность Е. coli образовывать фимбриальные адгезины определяют в

капельной РА с моноспецифическими антиадгезивными сыворотками К99, F41,

Аtt25, 987Р, К88ав, К88ас, К88аd [О.А. Полякова, Н. И. Евглевская, Н. А.

Соколова, 1986; Ю. А. Маллахов, О. А. Тугаринов, М. К. Пирожков, Т. И.

Исхакова, 1993].

Е. coli - аэроб или факультативный анаэроб. Оптимальная температура

роста 37,5° С, рост и размножение бактерий может происходить в пределах 15-

45° С, оптимум рН 7,0, но культивировать возможно и при значительных

изменениях рН среды.

Культивируют, как на обычных (МПБ, МПА), так и на дифференцнально-

днагностических средах (Эндо, Левина). В МПБ рост эшерихий характеризуется

равномерным помутнением среды без осадка или с образованием незначительного

осадка легко разбивающегося при встряхивании. В старых культурах образуется

иногда пристеночное кольцо и очень редко пленка. Форму «R» бактерий

продуцируют культуры образующие, осадок, а МПБ остается почти прозрачным.

На МПА форма «S» бактерий образуют округлые колонии, слегка выпуклые,

непрозрачные с ровными краями. Форма «R» представлена сухими колониями,

сплющенными, плотно прилегающими к среде с неровными краями. Размер колоний

варьирует в пределах 2-10 мм.

На среде Эндо кишечная палочка растет в виде малиново-красных колоний с

металлическим блеском или без него, а на среде Левина (агар с эозином и

метиленовой синькой) в виде темно-фиолетовых или черных колоний.

Кишечная палочка не требовательна к питательной среде и способна

размножаться даже в изотоническом растворе хлорида натрия [Я. Е. Коляков,

С. С. Гительсон, Л. С. Каврук, 1990].

1.1.3. Биохимические свойства. Одним из ведущих дифференциальных

признаков кишечной палочки, отличающих ее от бактерий других родов

семейства Enterobacteracea является сбраживание лактозы с образованием

кислота и газа [И. В. Голубева, 1985].

Кишечная палочка способна ферментировать многие сахара и многоатомные

спирты, глюкозу, маннит, дульцит, сахарозу, арабинозу и др., но, как

правило, не изменяет адонита и инозита. При сбраживании углеводов

образуется пируват, превращающийся в молочную, уксусную и муравьиную

кислоты. Глюкоза, лактоза, маннит сбраживаются с образованием кислоты и

газа. Сахароза и дульцит ферментируются непостоянно.

Кишечная палочка не усваивает цитраты, не разжижает желатину, выделяет

индол и не образует сероводород, дает положительную реакцию с метилротом и

отрицательную Фогес-Проскауэра (не образует ацетилметилкарбинол),

редуцирует нитраты в нитриты, непостоянно декарбоксилирует лизин и орнитин.

Она не обладает фенилаланиндезаминазой и цитохромоксидазой, являющейся

окислительным ферментом. Не растет на средах с цианистым калием [H. Fey,

1972; А. А. Гутковский, Г. Л. Дворкин, 1989; В. Г. Зароза, 1991; Ю. С.

Кабанков, С. Ф. Армашу, 1991].

1.1.4. Антигенная структура. Дифференциация патогенных Е. coli от

непатогенных стало возможным благодаря детальному изучению антигенной

структуры бактерий рода Escherihia [Th. Smith, M. L. Orcutt, 1925; H.

Knipschildt, 1945; F. Kaufman, 1966; H. Fey, 1972; G. Orskov, F. Orskov,

1984; А. А. Гутковский, Г. Л. Дворкин, 1989; Ю. С. Кабанков, С. Ф. Армашу,

1991].

В 1948 году была опубликована первая классификация Кауфмана-Книпшильдта-

Вэлна, которая послужила основанием к международной классификации. [H. Fey,

1972].

Е. coli имеет сложную антигенную структуру. Различают соматический О-

антиген, поверхностный (оболочечный) К-антиген и жгутиковый Н-антиген [H.

Knipschildt, 1945; F. Kaufman, 1966; H. Fey, 1972; G. Orskov, F. Orskov,

1984].

В настоящее время по О-антигену эшерихии подразделяются на 180

серогрупп, по К-антигену на 104 и по Н-антигену на 56 серогрупп.

Установлено 18 фимбриальных адгезинов (пили-антигены) [В.Г.Зароза, 1988,

1991].

Соматический О-антиген Е. coli термостабильный, резистентный к

нагреванию при 100° С в течении 2,5 ч. Он представляет собой

полисахариднопротеинолипидный комплекс.

К-антиген имеет полисахаридную природу и состоит из трех компонентов,

обозначенных буквами L, В, А. Для типизации культуры по О-антигену ее

прогревают при температуре от 100 до 121°С. L- и В-антигены обладают

сходной термостабильностью. Антигенная способность штамма, обладающего В-

антигеном не полностью разрушается при нагревании при 100° С в течение 2,5

ч. Более строгая дифференцнация между L- и В-антигенами происходит, когда

культуру нагревают при 121°С. А-антиген сохраняет агглютинабильные и

антигенные свойства после нагревания культуры при 100° С, но эти свойства

утрачиваются при 121° С, через 2,5 ч. [Я. Е. Коляков, С. С. Гительсон, Л.

С. Каврук, 1970; H. Fey, 1972; А. А. Гутковский, Г. Л. Дворкин, 1989; В. Г.

Зароза, 1991]

Штамм Е. coli может обладать более чем одним типом К-антигена [G.

Orskov, F. Orskov, 1984].

Жгутиковый Н-антиген термолабильный, обладает антигенными и

агглютиногенными свойствами при нагревании до 60°С, эти свойства

утрачиваются при 100° С. Химический состав антигена-Н белковой природы [Th.

Smith, M. L. Orcutt, 1925].

Адгезивные антигены Е. coli имеют первостепенное, значение, поскольку

они позволяют микроорганизмам конкурировать с бактериями коменсалами при

паразитировании в организме животных.

Известно 7 типов специфических адгезивных антигенов: К99, К88, 987Р,

СFА1, СFА2 и F7, Аtt25 [В. Г. Зароза, 1988; А. Н. Головко, 1997].

Адгезивный антиген К99 впервые описан в 1975 г. он характерен для

кишечных палочек, энтеропатогенных для телят и ягнят, по некоторым

сообщениям и для поросят, жеребят, козлят [F. Orskov, G. Orskov, H. W.

Smith, W. J. Sojka, 1975; S. Tzipori, 1981].

В адгезивном антигене К99 в зависимости от иммунофоретической активности

его фракций различают анионный и катионный компоненты. Первый содержится

только в серотипах Е. coli О9, О101, а второй в серотипах Е. coli О8, О9,

О20, О64, О101. Серотипы Е. coli с анионным компонентом вызывает

агглютинацию эритроцитов овец, морских свинок и лошадей, а с катионным

компонентом только эритроцитов лошадей.

При заболевании телят диареей Е. coli К99 обычно заселяют медиальный и

каудальный сегменты тонкого кишечника. Энтеротоксигенные Е. coli с этим

антигеном обычно вызывают диарею у 1-2-дневных телят и 1-4-дневных ягнят

[H. W. Moon, S. C. Whipp, S. M. Skartvedt, 1976].

Адгезивный антиген К88 впервые описан в 1961г. По иммунофоретической

подвижности адгезивный антиген К88 имеет три варианта: К88ав, К88ас и

К88ад. [C. J. Murray, 1987].

Е. coli с адгезивным антигеном К88 вызывает в 71% случаев диарею у

новорожденных поросят. [J. A. Morris, W. J. Sojka, 1985].

Адгезивные антигены 987Р и F41 впервые описаны в 1977г. и в настоящее

время признаны энтеротоксигенными для поросят [B. Nagy, Gy. Nagy, 1982].

Характерная особенность культур Е. coli с адгезивпым антигеном 987Р -

отсутствие способности агглютинировать эритроциты. Этот антиген не

сочетается с К88, обладает более выраженными, чем К88 колонизирующими и

адгезивными свойствами и встречается иногда у телят. Адгезивный антиген

F41 в отдельных случаях у Е. coli может сочетаться с адгезивным антигеном

К99 [J. A. Morris, W. J. Sojka, 1985].

Адгезивные антигены СFА1, СFА2, и F7 впервые описаны в 1975 (СFА1, СFА2)

и в 1980 - F7 .Все эти антигены характерны для кишечных палочек,

энтеротоксигенных для человека. Данные типы адгезивных антигенов

термолабильны, обладают выраженной специфичностью, агглютинируют у человека

эритроциты крови группы А [S. Tzipori, 1981].

Адгезивные антигены Е. coli закодированы в плазмидах, которые относятся

к молекулам ДНК (независимо от хромосомы бактериальной клетки) и обладают

способностью к репликации. При скрещивании бактерий-доноров с другими

реципиентами плазмиды легко им передаются т.е. обладают трансмиссивностью

[М. А. Сидоров, М. А. Соколова, 1982; J. A. Morris, W. J. Sojka, 1985].

Взаимосвязь адгезивных и соматических антигенов. При диареи телят

энтеротоксигенные Е. coli с адгезивным антигеном К99 в 47 % случаев

относятся к О-группе 101, а в остальных случаях к О-группам 64, 8, 9, 20.

При холероподобных заболеваниях детей у энтеротоксигенных Е. coli

адгезивный антиген СFА1 коррелирует с соматическим антигеном 78, а антиген

СFА2 с О-группами 6 и 8 [B. Nagy, Gy. Nagy, 1982]. При диареи поросят

энтеротоксигенные Е. coli с адгезивным антигенами К88, 987Р, К99

присутствуют у Е. coli О-групп 9, 20, 141, 101, 149, причем Е. coli О101

чаще всего синтезируют антиген К99 [M. Awad-Masalmeh, H. W. Moon, P. L.

Runnels, R. A. Schneider, 1982].

1.1.5. Токсины. Несмотря на многочисленные исследования в области

изучения биологии кишечной палочки, все еще недостаточно ясно, за счет

каких именно свойств патогенных серотипов Е. coli обусловливается их

энтеропатогенность и способность, в отличие от непатогенных кишечных

палочек, вызывать заболевания у новорожденных телят [Ю. П. Вертиев, 1987].

Поэтому изучение токсических компонентов Е. coli имеет большое значение

в расшифровке патогенности кишечной палочки.

Уже вскоре после открытия кишечной палочки отдельные исследователи

отличали у данного микроба наличие токсических свойств [P. H. Romer, H.

Much, 1906].

На основании наблюдений при заражении культурой кишечной палочки,

установлено наличие у данного микроба двух типов токсических веществ: 1)

вызывающих токсикоз и 2) обусловливающих энтерит [А. И. Улендеев, В. И.

Оленин, О. Г. Тихонова, 1971; И. В. Голубева, 1985; Ю. В. Езепчук, 1985].

Впервые присутствие токсина в фильтратах бульонных культур кишечной

палочки было отмечено А. Г. Радзинским [Д. Э. Беленький, 1932]; Его

наблюдения в дальнейшем подтвердил Д. М. L. Barber, 1978, который

установил, что кишечная палочка продуцирует два токсина - экзотоксин,

появляющиеся в бульонной культуре уже в течение первых суток роста и

эндотоксин, накапливающийся в тех же культурах позднее, в результате

аутолиза микробных тел.

Токсичность суточных фильтратов бульонных культур исчезла после

прогревания их при 56°С в течение 30 мин [Д. Э. Беленький, 1932].

Прогревание же «старых» фильтратов (из 20-40 суточных культур) при 56°С не

приводило к потере их токсичности.

Более детальное изучение экзотоксинов Е. coli проводилось И. В.

Голубевой, 1985. Автор исследовала экзотоксины в фильтратах бульонных

культур 130 штаммов Е. coli. Ею были установлены различия в антигенных и

иммуногенных свойствах экзо- и эндотоксинов. Величина смертельной дозы

термолабильного колитоксина зависела от силы токсина каждого штамма,

индивидуальной чувствительности животных и способа введения токсина.

Наиболее характерные патологоанатомические изменения, вызываемые

экзотоксином, автор обнаружила в нервных клетках спинного мозга.

Наличие у Е. coli экзо- и эндотоксинов было подтверждено многочисленными

учеными: [В. Л. Елин, 1957; Т. П. Руденко, 1963; О. С. Андреева, 1966; K.

Garson, E. Bull, 1970; А. И. Улендеев, 1971; H. Fey, 1971b; C. Wray, J. R.

Thomlinson, 1972; H. Fey, 1972; J. W. Boyd, J. R. Baker, A. Leyland,

1974;Л. К. Волынец, 1975; E. T. Anderson, L. S. Young, W. L. Hewitt, 1978;

Дж. Х. Б. Рой, 1982; J. Blanu, J. H. Parvu, O. Ivanciu, 1983; W. H. Ewing,

1986; А. А. Гутковский, Г. Л. Дворкин, 1989; Л. Сланина, 1989; В. А.

Ушкалов, 1992].

Эндотоксины Е. coli представлены полисахаридо-липидо-протеиновым

комплексом, ассоциирующимся с О-антигеном, который интегрирован в кишечную

стенку и сому. Это основной токсин общий для патогенных и апатогенных грам-

негативных микроорганизмов. Эндотоксиновый комплекс может быть

экстрагирован из бактерий в количестве 5-10 % в который входят:

полисахариды 45-60 %, липид А 5-15 %, протеин 15-20 % и липиды 10% [Д. Э.

Беленький, 1932; C. Wray, J. R. Thomlinson, 1972].

Эндотоксины обладает важным биологическим эффектом в течение

инфекционного процесса, вызванного грам-негативными микроорганизмами,

иммунотерапия и иммунопрофилактика в данном случае являются чрезвычайно

необходимы [C. Wray, J. R. Thomlinson, 1972; I. Kim, D. W. Watson, 1978; D.

C. Morrison, R. J. Ulevitch, 1978; E. Neter, 1983]. Но защита против

эндотоксина не возможна О-антителами, что достигается защитой против

экзотоксинов, продуцируемых грам-позитивными микроорганизмами [H. Fey,

1972].

Антисыворотка против эндотоксинов, полученная при О-антигенной

стимуляции обладает нейтрализующим антитоксическим эффектом по отношению к

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9