Характеристика возбудителя лептоспироза

Лептоспироз — инфекционная природно-очаговая болезнь животных и человека, характеризующаяся кратковременной лихорадкой, анемией, желтухой, гемоглобинурией, геморрагическим диатезом, некрозом слизистых оболочек и кожи, атонией органов пищеварения, абортами. Болезнь может протекать бессимптомно.

Впервые болезнь описали в Германии Weil (1886) и в России Н. П. Васильев (1888). Возбудителя болезни открыли в Японии Inodo и со-авт. в 1914 г. Им удалось изолировать спирохет из печени морских свинок, зараженных кровью больных «инфекционной желтухой» людей. В 1935 г. С. Н. Никольский и сотр. описали на Северном Кавказе остропротекающую болезнь крупного рогатого скота, названную иктерогемоглобинурйей. Роль лептоспир в этиологии иктерогемог-лобинурии доказали В. И. Терских (1939) и М. В. Земсков (1940).

По актуальности, эпидемиологической значимости и экономическому ущербу лептоспироз стоит в одном ряду с туберкулезом и бруцеллезом впереди пастереллеза, сибирской язвы, листериоза, эмкара и др

Именно поэтому проблема, рассмотренная в данной работе, является актуальной.

Объектом данной работы является возбудитель лептоспироза, предметом – характеристика болезни; характеристика возбудителя; биопрепараты и иммунитет.

Целью данной работы является изучение болезни, которую вызывает возбудитель, рассмотрение его свойств и изучение средств специфической профилактики.

Для достижения цели мы изучили механизм развития и клинические признаки болезни. Подробно рассмотрели морфологию, культуральные свойства, биохимические свойства, антигенную структуру, токсинообразование и устойчивость возбудителя. Проанализировали целесообразность применения биопрепаратов и формирование иммунитета.

Данная работа написана на основе теоретических, методических и публицестических материалов.

1 Краткая характеристика болезни

Патогенность. К лептоспирозу наиболее восприимчивы крупный рогатый скот (серогруппы L. Pomonaи L. Hebdomadis), свиньи (серогруппы L.Pomonaи L. Tarassovi), овцы, лисицы, песцы, менее—лошади, козы, буйволы, верблюды, олени, ослы, собаки, кошки, куры. Болеет и человек. Основные носители лептоспир в природных очагах: серые и водяные полевки, ондатры, серые крысы, домовые мыши, землеройки.[приложение 1]

К экспериментальному заражению наиболее чувствительны золотистые хомяки, крольчата-сосуны и молодые морские свинки.

Эпидемиология. Лептоспироз — широко распространенный зооноз, встречается во всех частях света. Существуют природные очаги лептоспироза — преимущественно в лесах, заболоченных местностях, реках. Источником инфекции в них являются дикие животные — грызуны, лисы, песцы и др. Моча животных попадает в воду, загрязняет почву, растительность. Заболеваемость характеризуется строгой сезонностью (июнь — сентябрь) и связана с сельскохозяйственными работами (покос лугов, уборка сена), а также сбором грибов, ягод, охотой, рыбалкой. В сельской местности источником инфекции могут быть домашние животные: свиньи, крупный рогатый скот, собаки. Заражение может происходить пищевым путем, например при употреблении молока. Возможен также контактно-бытовой путь передачи — при уходе за больными животными. Однако основной путь передачи инфекции — водный. Нередко в сельской местности при купании людей в загрязненных мочой больных животных водоемах возникают «купальные» вспышки. Возможны случаи лептоспироза также в портовых городах, где много крыс.[3]

Патогенез. Входными воротами возбудителя являются поврежденные кожа и слизистые оболочки. Патогенные лептоспиры благодаря активной подвижности преодолевают защитные барьеры организма и быстро проникают в кровь. Через 12 ч после заражения их обнаруживают в печени. Затем наступает генерализация инфекции (бактеремия), размножение и накопление лептоспир в печени, почках, надпочечниках, селезенке, легких, появляется лихорадка. К этому времени образуются антитела. Они инактивируют лептоспиры, и происходит их элиминация из крови и паренхиматозных органов. В почечных же клубочках и канальцах лептоспиры недоступны воздействию антител, где они активно размножаются и выделяются с мочой.[8]

Лизис лептоспир сопровождается накоплением токсических веществ, под действием которых повышается проницаемость сосудов, лизируются эритроциты, происходят кровоизлияния, развиваются гематурия и желтуха, поражается нервная система. Токсикоз может привести к гибели животного.[приложение 2]

Клиническая картина. Инкубационный период обычно продолжается 7—10 дней, заболевание — 5—6 нед. Болезнь, как правило, начинается остро, температура тела повышается до 39— 40 "С, появляются головная боль, резкие боли в мышцах, особенно в икроножных. В зависимости от поражения тех или иных органов появляются симптомы их повреждения: почечная недостаточность, желтуха и др. Характерна волнообразная лихорадка. Клинические формы лептоспироза различны — от легких до тяжелейших, приводящих к смерти.

2 Характеристика возбудителя

2. 1 Материал для исследования

Материалом для исследования служат: кровь (лучше брать на 3...5 сутки болезни при повышенной температуре тела), моча, кусочки паренхиматозных органов, почка, транссудат из грудной и брюшной полостей, мочевой пузырь с содержимым, абортированный плод. Патологический материал отбирают не позже 2 ч после гибели животного. Мочу собирают при естественном мочеиспускании; в летнее время исследуется не позднее 3 ч после взятия.

Микроскопия. Исследуют мочу, цитратную кровъ, тканевую суспензию из коркового слоя почки, печени, у плода —из всех органов. Микроскопию проводят в раздавленной капле с конденсором «темного поля». Типичные лептоспиры активно подвижны и имеют форму прямой или S-образной с загнутыми в виде крючков концами серебристо-белой нити. Лептоспир также можно обнаружить в срезах из органов после импрегнации серебром по методу Левадити.[5]

Выделение культур. Материал засевают по 1...3 капли в 3...5 пробирок со специальной питательной средой и инкубируют при 28...30°С в течение З мес. Лептоспиры начинают размножаться через 7...20 сут, иногда через 1...2 и очень редко — 3 мес. Наличие роста определяют темнопольной микроскопией раздавленных капель на 3, 5, 7, 10-е сутки и далее через каждые 5 сут. При обнаружении размножения лептоспир делают пересев в 3...5 пробирок со свежей средой. Выделить культуры лептоспир удается не всегда.[4]

Биологическая проба. Метод более чувствительный, чем культуральный; проводится с целью выделения и очистки культур лептоспир, определения их вирулентности и дифференциации от сапрофитов.

Заражают 20...30-суточных золотистых хомяков и крольчат-сосунов в возрасте 10...20 сут. Каждую пробу испытывают на двух животных; на 4...5-е сутки убивают первого, на 14... 16-е сутки — второго, если оно не погибло раньше. Из сердца, печени и почек убитых или павших животных проводят посевы. Сыворотку крови убитого через 14... 16 сут животного исследуют в реакции микроагглютинации (РМА) с лептоспирами 13 серогрупп. Положительная РМА в разведении 1:10 и выше указывает на наличие лептоспир в исследуемом материале.

Серологическое исследование. Для серологической диагностики лептоспироза используют РМА и реакцию агглютинации (РА). Пробы крови берут на 5...7-е сутки болезни и при необходимости повторно через 7... 10 сут. Следует учитывать, что антитела в крови у выздоровевших животных могут сохраняться до двух лет и более.

РМА ставят в лунках полистироловых пластин. В качестве антигенов используют живые 5,..15-суточные культуры лептоспир 13... 16-й серогрупп. Сыворотку исследуют с антигенами каждой серогруппы в разведениях 1:5, 1: 10 и т.д. до титра. В лунки вносят по 0,1 мл разведенной сыворотки и 0,1 мл антигена. Контролем служит антиген с физиологическим раствором (по 0,1мл). Пластины выдерживают при 30 °С в течение 1 ч; результаты учитывают в препаратах раздавленной капли в микроскопе с конденсором темного поля. Агглютинация проявляется в склеивании лептоспир и образовании «паучков», состоящих из нескольких десятков или сотен бактерий. Свободные концы лептоспир сохраняют подвижность. Оценивают реакции в крестах по 4-балльной системе: положительная — не менее чем два креста в разведении сыворотки 1 : 50 и выше, при отсутствии агглютинации в контроле.

РА ставят на стеклянной пластинке, на которую наносят каплю разведенной 1:100 исследуемой сыворотки и добавляют равное количество антигена. Лептоспирозные антигены для РА выпускают шести серогрупп (для каждой отдельно), представляющие собой концентрированную взвесь лептоспир в альбуминовой питательной среде. При наличии в сыворотке специфических антител наступает агглютинация. Оценка результатов производится в крестах по 4-балльной системе. Положительной считают реакцию два креста и выше, сомнительной — один крест. Для выявления лептоспир в крови, моче, паренхиматозных органах, в тканях абортированного плода, в воде и почве предложен иммунофлюоресцент-ный метод.[9]

2. 2 Морфология

Лептоспиры — спиралевидные бактерии диаметром 0,1...0,25 мкм и длиной от 6...15 до З0 мкм, образующие около 20 мелких, тесно расположенных первичных завитков и 1...2 вторичных, придающих клетке форму букв Г, S, С. Осевая нить состоит из двух фибрилл. В темном поле они имеют вид тонких серебристых нитей с утолщенными и загнутыми в виде крючков концами [приложение 3]. У клеток некоторых штаммов концы прямые (бескрючковые лептоспиры).

Для лептоспир характерна активная подвижность, наиболее частый тип движения — вращательно-поступательный. Спор не образуют. Грамотрицательные, плохо окрашиваются анилиновыми красителями, по Романовскому—Гимзе — в красный цвет, фиксация мазка существенно изменяет их морфологию; используют также метод импрегнации серебром по Левадити.[1]

2. 3 Культуральные свойства микроорганизма

Лептоспиры — хемоорганотрофные факультативно-анаэробные бактерии. Культивируют их в аэробных условиях при 28...30°С на специальных средах, содержащих 5...10 % сыворотки крови кролика или овцы, дистиллированную, водопроводную, колодезную воду или фосфатный буфер (рН 7,2...7,6): среды Уленгута, Терских, Ферворта—Вольфа, Любашенко и др. Рост лептоспир обычно проявляется через 7...20сут, иногда 1...2 мес. Среда при этом не изменяется.

Среда Уленгута. Готовят ее из водопроводной воды (рН 7,2— 7,3), стерилизуют дробно текучим паром. К 10 объемным частям воды добавляют 1 часть стерильной сыворотки крови лошади или кролика, смешивают, разливают асептически в пробирки по 3 мл и заливают 1 мл стерильного жидкого парафина.[6]

Среда Ферворта — Вольфа (модификация С. И. Тарасова)

900 см³ дистиллированной воды смешивают с 0,5 г натрия хлорида, 1 г пептона Дифко или Витте, 100 см³ концентрированного раствора фосфатного буфера (рН 7,2). Смесь в колбе автоклавиру-ют при 105 ± 1 0С в течение 30 мин. На следующий день ее дважды фильтруют через бумажный фильтр, разливают в пробирки по 5 см³ и снова автоклавируют 30 мин при 120 ± 1 0С. В пробирки с прозрачной средой добавляют по 0,5 см³ кроличьей сыворотки и прогревают на водяной бане при 56—58 °С в течение 30 мин.

Для проверки на стерильность пробирки со средой выдерживают в термостате 3—5 сут при 37 °С.[3]

Среда Любашенко. Фильтрованную через бумажный фильтр нехлорированную водопроводную воду (или колодезную, речную) стерилизуют в автоклаве при 1 атм 30 мин, охлаждают, устанавливают рН 7,3—7,4, добавляют 5 % сыворотки крови кролика или барана, прогретой при 56 °С в течение I ч. Затем среду пропускают через фильтрующие пластины СФ в фильтре Зейтца и асептически (в боксе) разливают в пробирки. Для контроля стерильности среды пробирки помещают в термостат при 37⁰С на 48 ч.

На плотных средах (Кокса, ВГНКИ) образуют колонии S-, О- и R-форм. S-форма — типичная для патогенных штаммов, ее колонии прозрачные, в виде диска с ровным краем.

2. 4 Биохимические свойства

Изучены недостаточно. Способность ферментировать углеводы отсутствует; образуют каталазу, оксидазу, липазу и другие ферменты.[2]

2. 5 Антигенная структура

Лептоспиры обладают белковым соматическим антигеном, определяющим их видовую специфичность. Поверхностные полисахаридные антигены служат критериями групповой и серовариантной дифференциации. Антигенные свойства лептоспир изучают в реакции микроагглютинации и методом иммуноадсорбционного анализа.

2. 6 Токсинообразование

Истинный экзотоксин лептоспиры не синтезируют. Они образуют эндотоксин и патогенные ферменты: гемолизин, фибринолизин, плазмокоагулазы, гиалуронидазы, липазы, лецитиназу, которые выделяются в результате лизиса лептоспир. Патогенностью обладают свежевыделенные штаммы лептоспир; при культивировании на питательных средах это свойство относительно быстро теряется.

2. 7 Устойчивость

Резистентность лептоспир к физическим и химическим средствам соответствует устойчивости вегетативных форм бактерий. Лептоспиры — типичные гидробионты. В воде рек и озер сохраняются до 200 дней, в сточных водах — до 10 дней, в навозной жиже — 24 ч, во влажной почве с нейтральной или слабощелочной реакцией — до 279 дней, но быстро (0,5-2,5 ч) погибают в сухой почве.

В моче крупного рогатого скота, свиней и грызунов они сохраняются от 4 ч до 6-7 дней в мышечной ткани – 48 ч; в свежем молоке — 8...24 ч; в почках убойных животных при 0...4 °С — до 28 сут; в замороженном мясе погибают через 10 сут. Чувствительны к действию поваренной соли: в засоленном (4,8 % NaCl) мясе крупного рогатого скота погибают через 10 сут; в гипертоническом растворе поваренной соли (2,8 %) — через 15 мин.[7]

При кипячении погибают моментально, при 56...58⁰ С — в течение 25...30 мин. Быстро гибнут при высушивании и под воздействием прямого солнечного света. Низкие температуры консервируют лептоспир. Растворы (0,1%-й соляной кислоты, 0,5%-й фенола) инактивируют лептоспиры за 20 мин. Лептоспиры чувствительны также к некоторым антибиотикам и химиотерапевтическим препаратам.

3 Биопрепараты и иммунитет

После переболевания у животных формируется длительный и напряженный иммунитет. Он характеризуется серовариантной специфичностью, поэтому возможны реинфекции. Ведущее значение в невосприимчивости к лептоспирозу принадлежит антителам, и особенно IgG. Сыворотки иммунных животных обладают превентивными свойствами. Отмечается также длительное лептоспироносительство и вследствие этого инфекционный иммунитет.

Вакцинацию коров проводят за 1,5...4мес, овец и свиноматок—за 1,5...2 мес до родов, колостральный иммунитет продолжается у телят до 2,5 мес, у ягнят и поросят до 3 нед.

Для активной иммунизации применяют депонированную поливалентную вакцину ВГНКИ против лептоспироза животных. Вакцину выпускают в двух вариантах: первый — из штаммов лептоспир серогрупп помона, тарассови, иктерогеморрагия и каникола, второй — из серогрупп помона, тарассови, гриппотифоза и четырех сероваров группы гебдомадис. Иммунитет после вакцинации наступает через 14...20 сут и длится у молодняка до 6 мес, у взрослых животных — до одного года.

Для пассивной иммунизации и лечения больных животных используют гипериммунную сыворотку против лептоспироза сельскохозяйственных и промысловых животных, которую получают из крови волов-продуцентов, иммунизированных культурами лептослир. Иммунитет у животных, привитых сывороткой, сохраняется 10—14 сут.[10]

Заключение

Лептоспироз — инфекционная, природно-очаговая, нетрансмиссивная болезнь многих видов животных, в том числе птиц, проявляющаяся кратковременной лихорадкой, гемоглобинурией, желтушным окрашиванием и некрозами слизистых оболочек и кожи, атонией желудочно-кишечного тракта, абортами, маститами, рождением нежизнеспособного потомства, снижением продуктивности животных или протекающая бессимптомно, К лептоспирозу восприимчив и человек.

В темном поле микроскопа лептоспиры имеют вид тонких серебристых нитей с загнутыми концами, обладающих разными движениями. Лептоспир выращивают на жидких, полужидких и плотных питательных средах. Наилучшие условия для культивирования - температура 26-28 °С и рН 7,2-7,4. Факторами патогенности лептоспир являются экзо- и эндотоксины (обусловливающие гемолитическое и цитотоксическое воздействие возбудителя на макроорганизм), плазмокоагулаза, липаза, фибринолитический фермент, эстераза и др.

Лептоспиры весьма устойчивы к различным физическим и химическим факторам.

После переболевания у животных формируется длительный и напряжённый иммунитет. Существуют различные средства иммунизации путём применения поливалентной вакцины или гипериммунной сыворотки.

Список литературы

1.Артемьева С. А., Артемьева Т. Н., Дмитриев А. И., Дорутин В. В. «Микробиологический контроль мяса животных, птицы, яиц и продуктов их переработки», М.: Колос, 2002 г.

2.Бакулов И. А., Ведерников В. А., Семенихин А. И. «Эпизоотология с микробиологией», М.: Колос, 2000 г.

3.Колычев Н. М., Госманов Р. Г. «Ветеринарная микробиология и иммунология», М.: Колос, 2003 г.

4.Конопаткин А. А., Артемов Б. Т., Бакулов И. А.»Эпизоотология и инфекционные болезни», М.: Колос, 1993 г.

5.Кузнецов А. Ф. «Справочник ветеринарного врача», СПб.: Лань, 2002 г.

6.Малахов Ю. А. «Лептоспироз животных», М.: Агропромиздат, 1992 г.

7.Мишанин Ю. Ф. «Справочник по инфекционным болезням животных», Ростов-на-Дону, 2002 г.

8.Орлов Ф. М. «Инфекционные болезни крупного рогатого скота», М.: Колос, 1974 г.

9.Радчук Н. А., Дунаев Г. В., Колычев Н. М. «Ветеринарная микробиология и иммунология», М.: Агропромиздат, 1991 г.

10.Шесточенко М. А. «Коварство вирусов и бактерий. Малоизученные и традиционные инфекции, угрожающие жизни животных и людей», М.: «Звонница» 2006 г.

Приложение

Рис 1 Пути распространения лептоспироза: непрерывная стрелка— постоянная связь; пунктирная стрелка —непостоянная связь. Заштрихованы животные-лептоспироносители

Рис. 2 Лептоспиры. Микроскопия в тёмном поле.

Рис. 3 Некроз кожи при хроническом течении лептоспироза