 |
Персистентные характеристики стафилококков
|
|
|
|
Введение
Несмотря на то, что стафилококки принадлежат к числу наиболее легко обнаруживаемых и распознаваемых микроорганизмов, не требующих сложных диагностических приемов для их выявления, в практической работе микробиологи до сих пор испытывают определенные трудности при установлении их причинной роли в ряде различных заболеваний. С одной стороны, присутствие патогенных стафилококков, обнаруживаемое в исследуемом материале, не всегда является убедительным доказательством их этиологического значения. С другой, учитывая большое разнообразие проявлений биологической активности этих микробов, зависящее от разных, не всегда поддающихся учету факторов, широкую их изменчивость под влиянием лекарственных веществ и самого макроорганизма, довольно сложно бывает определить их потенциальную патогенность. Наконец, третья причина связана с тем, что стафилококки являются представителями нормальной микрофлоры из группы условно патогенных микроорганизмов и, наряду с непатогенными, патогенные представители обитают в организме животных и людей, распространяясь при этом весьма неравномерно на разные участки тела. Если выделение патогенного стафилококка, из крови больных и различных полостей тела, которые принято считать стерильными, в подавляющем большинстве случаев может служить доказательством его роли как возбудителя болезни, то присутствие стафилококков на слизистых зева, носа и т. д. даже при явном болезненном состоянии их требует большой осторожности исследователя в выводах об этиологии данных заболеваний.
Поэтому, естественно, не может быть общих рекомендаций, как при диагностике различных стафилококковых инфекций, так и при микробиологических исследованиях участков тела и разных объектов внешней среды.
|
|
|
Классификация стафилококка
Стафилококк впервые выделен из гноя фурункула человека Л. Пастером в 1880 году, описан как возбудитель многих нагноительных процессов А. Огстоном (1881), обстоятельно изучен Ф. Розенбахом (1884). Стафилококки имеют шаровидную форму, располагаются в виде неправильных скоплений, напоминающих гроздья винограда.
Тысячи людей ежегодно погибают по вине этого микроорганизма. Во вторую мировую войну около 50% раненых погибали от заражения крови, вызванного стафилококковой инфекцией. После открытия антибиотиков бороться со стафилококком стало проще. Но примерно с 1980 годов стафилококк начал приобретать устойчивость, нанося все больший вред человеку и животным.
Кокки окрашиваются по Граму положительно (стафилококки и стрептококки) и отрицательно (гонококки и менингококки). Заболевания, вызываемые кокками, протекают в виде воспалительного процесса с гноем - гноеродные (пиогенные кокки). Степень органоторопности у них различная (резко выражена у гонококков и менингококков).
Кокки включают в себя 4 семейства:
1) Micrococcoceae
) Peaptococcoceae
) Streptacoccocea
) Neisorocea
Патогенные кокки относятся к классу Schysamicetes (бактерий), отряду Eubacteiiaies, семействам Micrococcaceae и Streptococcaceae, родам Staphylococcus и Streptococcus. Они широко распространены в природе, обитают на кожном покрове и слизистых оболочках дыхательных путей, пищеварительных и половых органов животных. При снижении устойчивости организма являются причиной многих заболеваний. В патологии животных этиологическая роль стафилококков за последнее время значительно возросла. Эти микробы часто вызывают послеродовой эндометрит у коров, пневмонию, септицемию, энтерит у молодняка, абсцессы, флегмоны, артриты, гнойное воспаление ран. У кур данный микроб является возбудителем септического заболевания - стафилококкоза, сопровождающегося массовой гибелью птицы. У лошадей, свиней и реже у крупного рогатого скота стафилококки обусловливают развитие ботриомикоза, характеризующегося формированием в семенном канатике после кастрации гнойных очагов, окруженных плотной капсулой.
|
|
|
По степени и патогенности Х. Гросс разделил стафилококков следующим образом:
) Безусловно-патогенные стафилококки, обладающие большой степенью летальности (гибели) для клеток крови;
) Условно-патогенные стафилококки, способные вызвать незначительный воспалительный процесс в виде гиперемии (покраснения) и инфильтрации (уплотнения);
) сапрофиты (обитатели поверхности кожи и внешней среды), практически не вызывающие поражений.
Данная классификация является относительный, ибо патогенные проявления стафилококков зависят не только от их биологических свойств, но и от состояния организма животного, его устойчивости и реактивности.
Также стафилококки можно разделить по пигментообразованию:
) золотистый стафилококк;
) белый стафилококк;
) лимонно-желтый стафилококк.
В настоящее время различают Staph. aureus, Staph. epidermidis и Staph. saprophyticus. Из трех видов патогенным является Staphilococcus aureus.
Выделено 40 фаготипов и 10 сероваров. Обычно эти серовары условно патогенны.
Морфология
Форма стафилококков шарообразная. В гнойном экссудате располагаются изолированно по одному, по два, цепочками или небольшими скоплениями. Диаметр кокков 0,5-1,5 мкм, жгутиков микробы не образуют. Неподвижны. В мазках из свежих бульонных культур имеют вид одиночных кокков или диплококков, в мазках из агаровых культур стафилококки расположены в виде отдельных скоплений, напоминающих гроздь винограда. В бульонных культурах могут встречаться инволюционные формы - крупные, неправильной формы или очень мелкие кокки.
Спор стафилококки не образуют, но отдельные виды могут образовывать капсулу. Долгое время стафилококки характеризовались как микроорганизмы, лишённые способности образовывать капсулу. Однако с 80-х годов в литературе стали появляться сообщения о выделении штаммов Staphyloccocus aureus, формирующих капсулу или капсулоподобную (слизистую) субстанцию при культивировании in vitro.
|
|
|
К настоящему времени известно, что потенцией к образованию капсулы обладают практически все штаммы золотистого стафилококка. Фенотипическое выражение этого признака для большинства культур зависит с одной стороны, от условий и места обитания в организме хозяина, а с другой - от условий культивирования in vitro. В этой связи разделение культур S. aureus на образующие истинную капсулу и псевдокапсулу не оправдано.
Окрашиваются преимущественно по Граму положительно, исключая некоторые старые формы.
При микроскопии наблюдается не прозрачная грубозернистая структура. Стафилококки образуют S-формы, реже R- и L- формы
Культивирование
Стафилококки хорошо растут на простых питательных средах при температуре 35 - 37°С с рН. 7,2 - 7,4, в аэробных и анаэробных условиях. Температурный диапазон от +10°С до +45°С.
На агаре образуют круглые, с ровными краями несколько выпуклые колонии в диаметре от 2 до 5 мм, окрашенные в золотисто-желтый, лимонно-желтый или белый цвет. Пигментообразование особенно отчетливо наблюдается в культурах, выращиваемых на агаре, содержащем 10% молочного обрата, а также на картофеле в аэробных условиях при рассеянном свете. Для повышения интенсивности пигментации колоний картофельные культуры рекомендуют выращивать при температуре 25° С.
В бульоне эти микробы растут довольно интенсивно, вызывая равномерное помутнение среды с рыхлым осадком.
Кровяной агар - лучшая среда для выращивания стафилококков из патологического материала, на этой среде их колонии окружены широкой зоной гемолиза.
В столбике желатина через 24- 26 ч дает обильный рост по уколу и разжижение среды и к 4-5-му дню, по ходу укола образуется воронка, заполненная жидкостью.
Персистентные характеристики стафилококков
Регистрируемое в настоящее время изменение характера течения стафилококковых инфекций в сторону увеличения доли их затяжных и хронических форм определило повышенный интерес к изучению новой группы биологических характеристик стафилококков - факторов персистенции, контролирующих процесс длительного переживания бактерий в организме хозяина. В настоящее время выявлены и изучены следующие факторы персистенции: способность бактерий инактивировать лизоцим, определенная как антилизоцимная активность (АЛА), способность к инактивации бактерицидного компонента интерферона - "антиинтерфероновая" активность (АИА), описана специфическая инактивация бактериальными клетками системы комплемента - антикомплементарная активность (АКА).
|
|
|
Установлена возможность использования факторов персистенции стафилококков для дифференциации резидентной и транзиторной микрофлоры при бактерионосительстве, при проведении микробиологического мониторинга с целью биоиндикации загрязнения воздушной среды, а также прогнозирования особенностей течения гнойно-воспалительных заболеваний.
Однако обнаружение у микроорганизмов данных факторов является достаточно трудоемким и длительным, что ограничивает возможность их широкого использования, особенно при массовых исследованиях.
В результате проведённых опытов была установлена возможность использования фузидина в качестве селективного компонента для выделения стафилококков с комплексом персистентных характеристик (АЛА, АИА, АКА).
Концентрацию антибиотика для создания селективной питательной среды подбирали в серии опытов с добавлением различных концентраций препарата в среду Чистовича.
Применение новой питательной среды с фузидином сокращает сроки проведения микробиологических исследований, позволяя выделять из исследуемого материала стафилококки с комплексом персистентных характеристик (АЛА, АИА, АКА), что обосновывает возможность ее использования при определении возбудителя (стафилококка) в смешанной микрофлоре при инфекционной патологии, в системе скрининговых исследований для выявления резидентного стафилококкового бактерионосительства при проведении биоиндикации загрязнения воздушной среды, а также прогнозирования течения и рациональной терапии гнойно-воспалительных заболеваний человека и животных в медико-ветеринарной практике.
Биохимические свойства
Стафилококки разлагают с образованием кислоты без газа глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, ксилозу, глицерин, манит, не разлагают салицин, дульцит, раффинозу. Ферментация маннита рассматривается как свойство патогенных видов стафилококков. Эти микроорганизмы продуцируют уреазу, каталазу, сероводород, восстанавливают нитраты в нитриты, не разлагают крахмал, инсулин, гиппуровокислый натрий, не образуют индол.
Наличие у патогенных стафилококков протеолитического фермента обусловливает их свойство разжижать желатину и свернутую кровяную сыворотку, а также свертывать и пептонизировать обычное и лакмусовое молоко.
|
|
|
При определении биохимических свойств стафилококков учитывают их ДНК-азиую активность, которой также обладают патогенные стафилококки. С этой целью применяют следующие компоненты: щелочной МПА (рН 8,4-8,6), раствор натриевой соли ДНК (в стерильной дистиллированной воде - 20 мг/1 мл воды) с добавлением нескольких капель 2% NaOH, хлористый кальций, 1 н. раствор соляной кислоты. Методика определения ДНК-азной активности следующая: к расплавленному охлажденному агару добавляют раствор натриевой соли ДНК (1-1,5 мг/мл), стерилизуют в водяной бане кипячением 30-40 мин. После охлаждения среды до 60°С к ней асептично добавляют хлористый кальций (0,8 мг/мл), разливают в чашки Петри по 10-15 мл. Когда агар застынет (уплотнится), его подсушивают в термостате, затем засевают на поверхность МПА легким прикосновением петли испытуемую культуру стафилококка, помещают в термостат на 18-20 ч (37°С). Получив рост колоний, в чашку вносят 4-5 мл соляной кислоты, которую сливают через 2-3 мин. Чашки просматривают, учитывают результат: просветленная зона вокруг колонии на мутном слое среды свидетельствует о продуцировании ДНК - азы (Приложении 2). Сущность реакции в том, что ДНК под действием НСl выпадает в осадок. Продуцируемый патогенными стафилококками фермент ДНК-аза деполимеризирует ДНК, и образование осадка не происходит.
Резистентность
Устойчивость стафилококков к неблагоприятным факторам внешней среды высокая. Они превосходно переносят высыхание, оставаясь жизнеспособными в гнойном экссудате до 200 дней, в пыли до 100 - 120 дней, длительно сохраняются в навозе, замораживание их консервирует. Повторное замораживание и оттаивание не убивает стафилококк. Сохраняют свои свойства при длительном воздействии солнечных лучей. 50% фенол убивает микроорганизм за 30 минут.
На питательных средах, в частности на полужидком агаре, сохраняются без пересевов более шести месяцев. При нагревании, например в молоке, погибают при температуре 70 °С через 1 ч, при 85°С - через 30 мин, кипячение убивает их мгновенно.
Из дезинфицирующих веществ 1%-ный раствор формалина и 2%-ный раствор едкого натрия убивает этих микробов в течение 1 ч, а 1%-ный раствор хлорамина - в течение 2-5 мин. Наиболее чувствительны стафилококки к кристаллвиолету, пиоктанину, малахитовой зелени, которые в концентрации 1: 300 000 обладают выраженным бактериостатическим действием, что позволяет с успехом использовать эти краски при стафилококковых поражениях кожи, фурункулезе, нагноении ран.
Весьма устойчивы стафилококки к антибиотикам, особенно пенициллину, стрептомицину, а также сульфаниламидным препаратам. Учитывая высокую устойчивость стафилококков, их используют в качестве тест - объекта при испытании различных бактерицидных веществ - новых антибиотиков или дезинфицирующих веществ.
|
|
|
