Рекомендованная литература

1. Пятк³н К. Д., Кривоше¿н Ю.С. М³кроб³олог³я. - К : Высшая школа, 1992. - 432 с.

Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. - М : Медицина, 1983. - 312 с.

2. Борисов Л.Б., Козьмин-Соколов Б.Н., Фрейдлин И.С. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / под ред. Борисова Л.Б. – Г. : Медицина, 1993. – 232 с.

3. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник под ред. А.А.Воробьева. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. - 691 с.

4. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология /ред. Л.Б.Борисов, А.М.Смирнова. - М: Медицина, 1994. - 528 c.

Лекция 13. Спирохеты

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПИРОХЕТ

Спирохеты (лат. spira – виток, греч. chaite – гребень, грива) отличаются от бактерий и грибов строением в виде штопорообразной извитой формы. Размеры их колеблются в больших пределах (ширина 0,3 - 1,5 мкм и длина 7 - 500 мкм).

Спирохеты – тонкие одноклеточные изогнутые или спиральные палочки. с рядом отличительных ультраструктурных особенностей, используемых в дифференцировании родов. Цитоплазма окружена цитоплазматической мембраной, пептидогликановый слой обеспечивает ригидность клетки и ее форму.

Нуклеоид спирохет не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. При электронной микроскопии обнаруживается нежная цитоплазматическая мембрана, в которой заключается цитоплазма. У спирохет нет клеточной стенки, характерной для бактерий, но при электронной микроскопии выявлено, что они имеют тонкую клеточную стенку (перипласт), который прилагает к цитоплазме. Спирохеты не образуют спор и капсул.

По Романовскому - Гимзе одни виды окрашиваются в синий, другие - в сине-фиолетовый, третьи - в розовый цвет. Хорошим методом обработки спирохет является серебрение. Тинкториальные свойства используют для дифференциации сапрофитов и патогенных спирохет.

В порядок Spirochaetales, семейство Spirochaetaceae входят сапрофиты и патогенные виды. К сапрофитам относятся Spirochaeta и Cristispira, представляющие собой крупные клетки размером 200 - 500 мкм; некоторые имеют крипты (волнистый гребни), концы их заострены или тупые; они обитают на мертвых субстратах, в загрязненных водоемах, в кишечнике холоднокровных животных. По Романовскому - Гимзе окрашиваются в синий цвет.

К патогенным относятся три рода: Treponema, Leptospira, Borrelia.

У трепонем видны тонкие цитоплазматические нити в бактериальной цитоплазме, в то время как у боррелий они отсутствуют. Представители обоих родов обладают активной подвижностью, у них несколько жгутиков присоединены к каждому полюсу клетки и обернуты вокруг бактериального тела клетки. В отличие от других подвижных бактерий, эти жгутики не выступают в окружающую среду, а находятся под наружной оболочкой бактерии. Жгутики трепонем сложно устроены и состоят из влагалища и сердцевины, в то время как жгутики у боррелий более просты и подобны жгутикам других бактерий. Наружная оболочка спирохет богата липидами, и, по крайней мере у некоторых трепонем, содержит мало белков и липополисахаридов. Это может объяснять чувствительность этих микроорганизмов к губительному действию детергентов и высушивания.

Хотя трепонемы относятся к грам-отрицательным микроорганизмам, они не окрашиваются по методу Грама, и при их исследовании используют специальные методы окраски. Кроме того, патогенные трепонемы не могут хорошо культивироваться на питательных средах, их поддерживают путем пассажа на чувствительных животных. В отличие от них, боррелии окрашиваются грам-отрицательно и многие патогенные виды могут культивироваться на обогащенных питательных средах, содержащих сыворотку.

Представители рода Borrelia отличаются от других спирохет тем, что клетки микроорганизмов имеют крупные отлогие неравномерные завитки, число которых колеблется от 3 до 10. Патогенными для человека являются возбудители возвратного тифа, передающегося вшами (Borrelia recurrentis) и клещами (Borrelia persica и др.). Они окрашиваются по Романовскому-Гимзе в сине-фиолетовый цвет.

Род Трепонема (Gk. trepein - поворот, nema - нить) представлен тонкими гибкими клетками с 6-14 завитками Концы трепонем сужены или закруглены, некоторые виды на полюсах имеют тонкие удлиненные нити. Помимо типичных форм могут встречаться трепонемы в виде гранул, кист, L-форм и других структур. Трепонемы окрашиваются по Романовскому-Гимзе в бледно-розовый цвет. Типовой представитель – возбудитель сифилиса Trepinema pallidum.

Микроорганизмы рода Leptospira (Gk. leptos тонкий, speira виток) характеризуются очень тонкой клеточной структурой. Лептоспиры образуют 12 – 18 мелких завитков плотно прилегающих друг к другу, формируя первичные спирали. Микроорганизмы имеют две парные осевые нити, прикрепленные к противоположным концам (к базальным тельцам) клетки и направил к друг другу. Средняя часть лептоспир не имеет осевых нитей. Из-за наличия двух пар осевых нитей лептоспиры способны к весьма сложному и активному движению. Во время движения концы микроорганизмов быстро вращаются под прямым углом к основной части тела. В покое концы загнуты крючкообразно, в то время как во время быстрого вращательного движения они походят на петлицы. Вторичные спирали придают лептоспирам вид скобок или буквы S. Цитоплазма слабо преломляет свет. Они окрашиваются в розовый цвет по Романовскому-Гимзе. Некоторые серотипы лептоспир являются патогенными для человека и вызывают лептоспироз.

Спирохеты не обладают ферментирующими свойствами, которые могут дать информацию для лабораторного диагноза и не продуцируют растворимые токсины.

2. TREPONEMA

Патогенные для человека трепонемы являются возбудителями венерического сифилиса и невенерических трепонематозов - фрамбезии, или явса, беджеля и пинты. Трепонемы, вызывающие эти различные инфекционные заболевания, морфологически идентичны – туго намотанные извитые палочки, 5-15 мкм длиной и 0.1-0.5 мкм в диаметре – обнаруживающие лишь едва уловимые антигенные различия. Дифференцирование этих микроорганизмов основывается прежде всего на вызываемых ими клинических синдромах и незначительных различиях в патологических процессах у экспериментальных животных.

Классификация трепонем представлена в таблице 1.

Таблица 1. Классификация патогенных для человека трепонем

Вид	Заболевания у человека	Основной путь передачи
Treponema pallidum	Венерический и врожденный сифилис во всех странах мира,	Половой и врожденный
T. pallidum подвид endemicum	Беджель (невенерический сифилис) на юго-востоке средиземноморской зоны	Контактно-бытовой (через посуду)
Treponema pertenue	Фрамбезия, или явс, в тропических странах Африки, Юго-Восточной Азии, на западных тихоокеанских островах, в тропических странах Америки	Контактный
Treponema carateum	Пинта, или карате, в Мексике, Центральной Америке, субтропических странах Южной Америки, Западной Индии, на Кубе	Контактный

Возбудитель сифилиса.

Treponema pallidum открыта в 1905 г. Ф. Шаудином и Э. Гофманом.

Морфология. Treponema pallidum - это спиральные нити с 8 - 14 равномерными завитками. Величина трепонем 10 - 13 мкм в длину и 0,13 - 0,15 мкм в ширину. В старых культурах трепонем обнаруживаются цистоподобные структуры. Размножение происходит путем поперечного деления.

Трепонемы подвижны (обладают вращательным, поступательным, сгибательным и волнообразным движением), плохо воспринимают красители. По методу Романовского - Гимзы окрашиваются в бледно-розовый цвет; это объясняется скудностью нуклеопротеидов в их теле.

Под влиянием факторов внешней среды и лечебных препаратов трепонемы в ряде случаев свертываются в клубки, образуя цисты, покрытые непроницаемой муциноподобной оболочкой; они длительное время могут находиться в организме больного в латентном состоянии; при благоприятных условиях цисты превращаются в зерна, а затем в типичные спиралевидные трепонемы. Цистообразование - одна из защитных форм трепонем, позволяющая им противостоять действию препаратов, применяемых для лечения больных сифилисом, особенно если они применяются в малых концентрациях и короткое время.

Культивирование. Бледная трепонема - весьма требовательный микроорганизм. Она не растет в обычных средах, развивается при температуре 35 °С в анаэробных условиях в средах, содержащих мозговую ткань; крайние границы роста 34 – 40 °С. Микроорганизмы растут на питательной среде, состоящей из двух частей 2 процентного агара, одной части асцитической жидкости, и кусочков стерильной почки кролика. Хорошо развивается бледная трепонема на хорионаллантоисной ткани куриного зародыша, в кроличьей сыворотке с добавлением кусочков мозговой ткани под слоем вазелинового масла.

Получение чистых культур трепонем представляет большие трудности. Продолжительное культивирование трепонем сопровождается утратой их вирулентности. Такие культуры, адаптированные к питательной среде, называются «культуральными» в отличие от «тканевых», обладающих свойствами патогенности и сохраняющихся в лабораторных условиях на кроликах путем пассажей. Культуральные и тканевые штаммы различаются между собой по антигенным свойствам.

Антигенная структура. Серологические варианты не установлены. Некоторые авторы утверждают, что имеются два варанта возбудителя сифилиса: дерматотропный и нейтротропный.. Однако, сомнительно, что такое дифференцирование имеет значение. T. pallidum не проявляет выраженного тропизма. Она влияет на различные органы и ткани, включая нервную систему.

Не вызывает сомнения, что существуют различные штаммы T pallidum, некоторые из них используются в лабораторной диагностике в качестве антигенов в реакции Вассермана.

Резистентность. Бледная трепонема в гомогенатах пораженных тканей длительно сохраняется на холоде. От действия температуры 45 - 48°С она погибает в течение 1 ч, при 55°С - через 15 мин; чувствительна к тяжелым металлам (ртуть, висмут, мышьяк), кислотам и другим дезинфицирующим веществам, а также к высушиванию.

Патогенность для животных. Бледная трепонема малопатогенна для животных, кроме обезьян. Получен положительный результат при заражении кроликов в роговую оболочку глаза или яичко. Благодаря экспериментальному сифилису изучены вопросы иммунитета, специфической химиотерапии и культивирования возбудителя сифилиса.

Патогенез заболевания у человека (табл. 1). Источник болезни - больной человек. Болезнь передается при прямом контакте, преимущественно половым путем, иногда через посуду и другие предметы. Сифилис может передаваться через плаценту (врожденный сифилис). Возбудитель первично локализуется в слизистых оболочках половых органов, ротовой полости, в коже. На месте внедрения в организм трепонемы размножаются и вызывают ряд пролиферативных и деструктивных изменений.

Различают три периода сифилиса.

Первичный сифилис развивается после инкубационного периода продолжительностью от 2 нед до 3 мес, обычно 21 - 24 дня. Он характеризуется образованием первичной сифиломы в виде плотного инфильтрата с поверхностной эрозией или язвой на месте внедрения трепонемы. Дно и края язвы имеют хрящеподобную консистенцию (откуда и названия ulcus durum, первичный склероз, твердый шанкр). Первичной сифиломе сопутствует возникновение регионариого аденита в виде увеличенных плотных лимфатических узлов. Продолжительность первой стадии болезни около 6 нед. Первичный сифилис подразделяют на серонегативный, серопозитивный и скрытый (lues latens).

При вторичном сифилисе наблюдаются высыпания на коже и слизистых оболочках, развитие специфических процессов во внутренних органах, в костной, периферической и центральной нервной системе. Продолжительность этого периода 2 - 3 года, иногда несколько лет. Вторичный сифилис может быть свежим, рецидивным и скрытым.

В третичном периоде в коже, подкожной клетчатке, внутренних органах и т. д. образуются папулы, бугорки, гуммы или гуммозные инфильтраты, склонные к распаду. Этот период продолжается несколько лет. Третичный сифилис также может протекать в активной и скрытой формах.

В некоторых случаях через 9 - 10 лет наступает поражение центральной нервной системы (прогрессивный паралич) или спинного мозга (спинная сухотка, tabes dorsales), когда трепонемы в большом количестве локализуются в мозговой ткани, обусловливая глубокие органические и функциональные изменения центральной нервной системы. Этот период называют иногда четвертичным сифилисом.

С сифилисом сходен эндемический трепонематоз арабских стран под местным названием «беджель», вызываемый Тг. pallidum. В отличие от сифилиса беджель поражает кожу, слизистые оболочки и костную систему и передается бытовым путем. Болезнь широко распространена в сельской местности, преимущественно среди детей.

К трепонематозам относится фрамбезия (явс), возбудителем которой является Тг. pertenue. При фрамбезии поражаются кожные покровы; она встречается в тропических странах; передается внеполовым путем. Это типичная эндемическая социальная болезнь, которой болеет преимущественно местное население, живущее в тяжелых условиях.

Это встречается в тропических странах (Африка, Остров Цейлон, Южная Америка, Центральная Америка, Индия, Индокитай, Юг Китай, Индонезия, и Север Австралия). Болезнь главным образом воздействует на местное население, которое живет при трудных условиях(состояниях). frambesia - типичная социальная эндемическая болезнь. Сифилис и frambesia способны к созданию взаимного иммунитета

В Латинской и Центральной Америке, Западной Индии, иногда на Кубе встречается «пинта», которая вызывается Тг. carateum. Пинта - хроническое заболевание, сопровождающееся пигментацией кожи и выпадением волос.

Лечат эти болезни пенициллином пролонгированного действия, а также тетрапиклинами, хлорамфениколом.

Иммунитет. При сифилисе иммунитет существенно отличается по своему характеру от иммунитета при других заболеваниях. Болезнь не оставляет после себя невосприимчивости, выздоровевшие от болезни могут быть повторно инфицированы.

Иммунитет при сифилисе является инфекционным и характеризуется клеточными защитными реакциями (сенсибилизированные лимфоциты продуцируют липолитические ферменты, которые вызывают лизис трепонем). Присутствие антител не является показателем резистентности организма.

Болезнь сопровождается выработкой двух видов антител: неспецифических (реагинов) и специфических (противотрепонемных). Реагины продуцируются всеми больными сифилисом, но не обладают защитным действием, они вступают в реакцию in vitro с кардиолипиновьм антигеном, экстрагированным из мышц бычьего сердца. Специфические противотрепонемные антитела (IgG и IgM) вырабатываются под влиянием протеиновых антигенов бледной трепонемы.

Состояние инфекционной аллергии, специфическое проявление реактивности организма, является характерной особенностью сифилиса. В течение первичного сифилиса (твердого шанкра) реактивность снижена. Повышение реактивности встречается наиболее часто во время более поздних стадий и сопровождается глубокими изменениями в органах и тканях. Состояние аллергии может быть выявлено внутрикожной люэтиновой пробой. Люэтин получают из культур T. pallidum либо из пораженных тканей.