Отношение к какому углеводу положено в основу разделения шигелл на две группы
Обновлено: 08.07.2024
Начало изучения шигеллёзов положили Видаль и Шантермесс в 1888 г., доказав роль бактерий в этиологии дизентерии. В 1891 г. Григорьев выделил S. dysenteriae в чистом виде, а его детальное изучение провели Киоши Шига в 1898 г. и Крузе в 1900 г. Позднее рядом авторов были выделены и изучены новые виды шигелл: в 1900 г. Флекснер, в 1915 г. Зоне, в 1932 г. Бойд и др. Род Shigella выделили Кастеллани и Чалмерс в 1919 г. и назвали его в честь японского исследователя Шига, описавшего его типовой вид.
Таксономия.
S. dysenteriae (3 штамма: Григорьева-Шига, Штуцера-Шмитца, Лардж-Сакса)
Морфология и тинкториальные свойства.
Грамотрицательные палочки размером 0,5-0,7×2-3 мкм., в мазках располагаются беспорядочно, неподвижны, имеют пили I и II типов, спор и капсул (исключение, S. flexneri может формировать микрокапсулу) не образуют.
Культуральные свойства.
Факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы. Не требовательны к условиям культивирования. Оптимальная температура 37 0 С, рН 6,7-7,4, длительность культивирования – 24-48 часа. Хорошо растут на простых питательных средах (МПБ, МПА). В МПБ наблюдается рост в виде диффузного помутнения с последующим образованием осадка. На МПА образуют колонии в S-форме: мелкие слабовыпуклые полупрозрачные гладкие, блестящие колонии с ровными краями. У S. sonnei при росте на ППС возможна диссоциация в R-форму. На дифференциально-диагностических средах (Эндо, Левина, Плоскирева) шигеллы растут в виде бесцветных колоний, так как не расщепляют лактозу. Средой обогащения является селенитовый бульон.
Биохимические свойства.
В сравнении с другими энтеробактериями шигеллы обладают наибольшей паразитарностью и наименьшей ферментативной активностью. Шигеллы – оксидазоотрицательны и каталазоположительны. Дают отрицательную реакцию Фогеса-Проскауэра. Сахаролитическая активность: лактозу и сахарозу не расщепляют (кроме S. sonnei, которые медленно в течении 72 часов ферментируют лактозу), глюкозу и другие сахара разлагают до кислоты без газа, в отношении маннита разделяются на маннитопозитивные (S. dysenteriae) и маннитонегативные (все остальные).
Протеолитические свойства: шигеллы не образуют сероводород, не разжижают желатин, не ферментируют мочевину, индол образуют непостоянно, восстанавливают нитраты в нитриты.
Антигенные свойства.
* О – соматический антиген, липополисахарид клеточной стенки, термостабильный, спиртоустойчивый, группо- и типоспецефический.
* К – капсульный антиген , кислый полисахарид, типовой (только у S. flexneri).
По О-АГ структуре шигеллы делятся на 4 серогруппы (А, В, С, Д), группы на 40 сероваров, а у S. flexneri серовары по К-АГ – на подсеровары.
Факторы патогенности.
* эндотоксин – липополисахарид клеточной стенки, оказывает пирогенное и токсическое (на нервную и сосудистую системы) действие;
* экзотоксины (токсин Шига у S. dysenteriae 1 серовара и шигаподобные токсины у остальных) – накапливается после гибели шигелл, обладает цитотоксическим действием (нарушает синтез белка на рибосомах) на клетки эндотелия подслизистой толстого кишечника (токсин Шига также может поражать гломерулы почек, вследствие чего развивается ГУС с почечной недостаточностью).
2. Ферменты патогенности: гиалуронидаза, фибринолизин, муциназа, плазмокоагулаза, нейраминидаза.
3. Структурные и химические компоненты клетки:
* пили I (адгезия) и II (конъюгация) типов;
* микрокапсула у S. flexneri;
* белки наружной мембраны (инвазины, обеспечивающие внутри- и межклеточное распространение шигелл);
Резистентность.
Важная особенность шигелл – их достаточная устойчивость к факторам внешней среды и выраженная резистентность к антибиотикам. Хорошо переносят высушивание, низкие температуры, в почве, воде, пищевых продуктах шигеллы выживают до 2-3 месяцев, активно размножаются в молоке и молочных продуктах при комнатной температуре. На ткани, бумаге шигеллы сохраняются до 1 месяца. На овощах и фруктах живут более 2 недель. При нагревании до 60 0 С гибель наступает через 30 минут, при кипячении – мгновенно. Чувствительны к прямым солнечным лучам и дезинфицирующим средствам.
Роль в патологии.
Шигеллезы (старое название бактериальная дизентерия, ввел Гиппократ) – острые антропонозные инфекционные заболевания с фекально-оральным механизмом передачи, характеризующееся преимущественным поражением слизистой толстого кишечника, жидким стулом с примесью слизи и крови и интоксикацией организма.
Естественная восприимчивость людей к шигеллам высокая, поэтому шигеллезы имеют широкое распространение. Ежегодно шигеллезами болеют 200 млн. человек. Чаще болеют дети и жители городов.
Эпидемиология.
Источник инфекции: больные и бактерионосители. Наибольшую опасность для распространения инфекции представляют больные со стертыми формами дизентерии, особенно лица определенных профессий (например, работающие в пищевой промышленности).
Механизм передачи: фекально-оральный (пути: S. dysenteriae – контактно-бытовой, S. flexneri – водный, S. sonnei – пищевой). Большое значение в распространении заболевания имеют фактор грязных рук , мухи и тараканы.
Сезонность: летне-осенняя.
Патогенез и клинические особенности.
-адгезия возбудителя на энтероцитах толстой кишки;
- проникновение его в клетки при помощи инвазинов и фермента муциназы;
- размножение внутри клеток;
- продукция цитотоксина, вызывающего деструкцию слизистой толстой кишки, что способствует образованию эрозий и язв и появлению крови в испражениях;
- развитие воспалительного процесса в подслизистом слое (поддерживается ИЛ-1, выделяемым макрофагами при взаимодействии с возбудителем);
- высвобождение эндотоксина при массовой гибели возбудителей, приводящее к интоксикации организма.
Инкубационный период: 1-7 дней.
Иммунитет.
Постинфекционный иммунитет – гуморальный, видо- и типоспецифический, нестойкий, ненапряженный (возможны повторные заболевания, исключение, иммунитет после дизентерии Флекснера – предохраняет от повторных заболеваний в течение нескольких лет), большая роль принадлежит местному иммунитету – SIgA препятствует адгезии.
Микробиологическая диагностика.
Микробиологические исследования при дизентериях
Исследуемый материал: испражнения, сыворотка крови, смывы, вода, продукты.
1. Бактериоскопический метод .
2. Бактериологичекий метод (основной).
3. Серологический метод:
* РА с дизентерийными диагностикумами;
* РПГА с эритроцитарными диагностикумами.
4. Экспресс-метод:
* РПГА с антительным эритроцитарным диагностикумами.
5. Молекулярно-биологический метод (ПЦР, ДНК-зонды).
6. Дополнительные методы:
* Реакция нарастания титра фага;
* Керато-конъюктивальная проба на кроликах или морских свинках;
* Аллергическая внутрикожная проба Цуверкалова с дизентерином.
Специфическая профилактика почти не применяют, так как имеющиеся вакцины неэффективны.
Основные профилактические мероприятия – неспецифические:
* раннее выявление больных и бактерионосителей;
* проведение противоэпидемических мероприятий в очаге инфекции;
* соблюдение санитарно-гигиенического режима на пищевых предприятиях;
* контроль за качеством питьевой воды;
* санитарно-просветительная работа среди населения.
Принципы терапии: диета, ХТП (сульфаниламиды, нитрофураны, фторхинолоны), антибиотики после определения чувствительности, спецефическое лечение – поливалентный дизентерийный бактериофаг (может применяться и с профилактической целью), для лечения хронических форм вне обострения применяют вакцину Чернохвостова (инактивированные этиловым спиртом шигеллы, вводится подкожно в область лопатки).
Дизентерия или шигеллез относится к острым инфекционным заболеваниям с фекально-оральным механизмом передачи и основными клиническими проявлениями в виде выраженной общей интоксикации, схваткообразных болей в животе, частого жидкого стула с примесью крови и слизи и тенезмами .
Классификация возбудителей дизентерии (шигеллеза)
Современная классификация выделяет четыре группы шигелл:
Четыре вида шигелл включают серовары:
- Shigelladysenteriae, включает 12 сероваров, в том числе:
- Григорьева-Шиги;
- Штуцера-Шмитца;
- Ларджа-Сакса;
- Shigellaflexneri, включает 8 сероваров, в том числе подтип Ньюкасл;
- Shigella boydii – включает 18 сероваров;
- Shigellasonnei – шигеллы Зонне серологически не дифференцируют, но разделяют на 7 ферментативных типов и 64 фаготипа.
Дифференцировано порядка пятидесяти сероваров шигелл. Наиболее часто в качестве возбудителя шигеллеза практически повсеместно, в том числе на территории Российской Федерации, встречаются шигеллы Зонне (Shigella sonnei) и шигеллы Флекснера (Shigella flexneri). По данным литературы, начиная с 1990 г. на территории России увеличивается удельный вес и является преобладающей в настоящее время дизентерия, вызываемая шигеллами Флекснера.
Шигеллы Флекснера при электронной микроскопии (фото)
Морфологические характеристики и свойства
- Морфологически все шигеллы сходны между собой:
- Палочки с закругленными концами, размер 0,3-0,6 Х 1,0-3 мкм;
- Грамотрицательные;
- Неподвижные;
- Не образуют спор, капсул, жгутиков;
- Факультативные аэробы;
- Биохимическая активность слабая: ферментируют глюкозу и некоторые другие углеводы, flex-neri, S. sonnei способны расщеплять маннит, шигелла Зонне обладает способностью медленно ферментировать лактозу. Наибольшую биохимическую активность имеют шигеллы Зонне, наименьшую — Григорьева—Шига.
- Культивируются на простых питательных, дифференциально-диагностических и желчесодержащих средах.
- оптимальная температура культивации 37 °С, но шигеллы Зонне способны к размножению и при температуре от 10 до 15 °С.
Возбудители дизентерии между собой отличаются способностью продуцировать токсины, вирулентностью и патогенностью.
Вирулентность
Вирулентность шигелл определяется их свойствами:
- Способность к адгезии к клеточным мембранам клеток эпителия;
- Инвазивность: проникновение и размножение в эпителиальных клетках слизистой оболочки толстой кишки;
- Способность к продуцированию токсинов;
- Продуцирование ферментов (гиалуронидаза, фибринолизин, лецитиназа);
Наиболее высокой вирулентностью обладают шигеллы Флекснера (Shigella flexneri).
Выделение и продуцирование токсинов
В состав клеточной стенки эндотоксины в виде белково-сахаридных комплексов. Эндотоксин состоит из двух компонентов:
- Термостабильный – обусловливает дисфункцию кишечника;
- Термолабильный – оказывает цитопатическое действие.
При разрушении шигелл происходит выделение эндотоксинов, что выражается в развитии явлений общей интоксикации, характерной для дизентерии.
Также шигеллы способны продуцировать экзотоксины. Среди которых выделяют:
- Энтеротоксины (термолабильный и термостабильный). Действие энтеротоксинов — усиление секреции жидкости и солей в просвет кишки;
- Цитотоксин – ответственный за повреждение мембраны эпителиальных клеток;
- Нейротоксины. К продукции сильнодействующего нейротоксина способны шигеллы Григорьева-Шиги.
Патогенность
Разные виды шигелл отличаются по своей патогенности. Наиболее высокой она является у шигелл Григорьева-Шиги. Патогенность других разновидностей значительно ниже.
Устойчивость к внешним воздействиям
В зависимости от внешних условий (температуры, влажности, кислотности среды), вида бактерий и их количества, бактерии способны выживать от нескольких дней до нескольких месяцев. Пищевые продукты считаются благоприятной средой для их существования, для некоторых из них – и для размножения. В воде, почве, пищевых продуктах, на предметах обихода, посуде, овощах и фруктах возбудители шигеллеза сохраняют свою жизнеспособность в течение 5-14 дней, в сточных водах – до 25-30 дней.
Возбудители шигеллеза хорошо переносят высушивание и низкие температуры. Отличаются высокой чувствительностью к прямым солнечным лучам, под действием которых возбудитель погибает через 30 мин, под воздействием ультрафиолета бактерицидной лампы — в течение 10 минут. При нагревании: погибают при 60 °С — через 30 мин, 100 °С — почти мгновенно.
Классические средства дезинфекции (гипохлориты, лизол, хлорамины) в стандартных концентрациях вызывают гибель возбудителя в течение нескольких минут, 1% раствор фенола – через 30 минут.
Наибольшей устойчивостью обладают Shigella boydii, наименьшей – Григорьева-Шиги.
Шигеллы Зонне
Shigella sonnei считаются наименее вирулентными, но обладающие более высокой ферментативной активностью, невысокой требовательностью к питательным средам и температуре культивации. Таким образом, не самая высокая вирулентность компенсируется повышенной биохимической активностью и темпом пролиферации в обсемененном субстрате.
Шигеллы Зонне способны длительно существовать и активно размножаться в молоке и молочных продуктах, при этом время их жизнеспособности выше сроков реализации продукции. Высокая скорость пролиферации обеспечивает образование количества возбудителя, достаточного для инфицирования взрослого человека, от 8 до 24 часов в молоке при комнатной температуре. При жаркой температуре эти процессы ускоряются в еще большей степени и для накопления в контаминированном молоке минимальной дозы шигелл Зонне для заражения детей составляет всего 1-3 часа.
По мере размножения Shigella sonnei в обсемененных продуктах накапливается термостабильный эндотоксин, вызывающий тяжелые поражения, при этом бактериологическая диагностика инфицированных продуктов не выявляет возбудителя.
Shigella sonnei могут сохранять жизнеспособность находясь в воде в течение длительного промежутка времени. Малоустойчивы к нагреванию: прогрева субстрата до 60 °С в течении 10 минут достаточно для полной гибели возбудителя, в кипящей воде данный вид бактерий погибает моментально. Штаммы шигелл Зонне, способные выживать при нагревании до 59 °С считаются терморезистентными.
Шигеллы Зонне чувствительны к обычным средствам дезинфекции в стандартных концентрациях. Важной особенностью Shigella sonnei является устойчивость к антибиотикам.
Читайте также: