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.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
