На головну

 Вивчення роду Vibrio - Біологія

Введення

вібріон vibrio cholerae

Вивчення роду Vibrio, зокрема типового вигляду Vibrio cholerae, є необхідною для приватної та медичної мікробіології. Адже даний представник викликає гостре інфекційні захворювання - холера, яка характеризується ураженням тонкої кишки, порушенням водно-сольового обміну і інтоксикацією.

Дорогою ціною оплатило людство за підступний характер цих вібріонів. У багатьох країнах Європи можна побачити багато обелісків, присвячених позбавленню від холерних епідемій - природному загасанню епідемій, лютували протягом кількох років поспіль. Мільйони людських життів були понесені цієї дрібної неспороутворюючих бактерією. Неопісуем жах людей середньовіччя перед насувалася на них неминучою смертю. В даний час холера практично переможена, а в разі захворювань успішно лікується, в чому велику роль відіграє убита вакцина з штамів Огава і Інаба, холероген-анатоксин для підшкірного введення і бівалентна вакцина з анатоксину і О-Аг Огава і Інаба. [1]

Для людини небезпечний не тільки вид V.cholerae, а й V.parahaemolyticus, V.vulnificus. Патогенні захворювання виникають також у риб, збудниками яких є V.ordali, V.anguillarum, V.tubiashi; у ракоподібних - V.harveyi, V.splendidus; у головоногих молюсків: - V.alginolyticus, V. carchariae. [6]

1. Історія вивчення

Європейська медицина зіткнулася з збудником холери - Vibrio cholerae - лише в першій половині XIX століття; до цього часу холера викликала епідемії в обмеженому регіоні півострова Індостан. Основними воротами для прориву збудника в Європу були деякі регіони Близького Сходу, Єгипет і порти Середземномор'я. На пошуки збудника в Єгипет були спрямовані французька експедиція під керівництвом Е. Ру і німецька під керівництвом Р. Коха. Потім німецькі бактеріологи перенесли роботу в Індії, де в 1883 р була відкрита знаменита «кома Коха». [1]

Пізніше були виявлені численні вібріони, які не мають ніякого відношення до холери і відрізнялися від її збудника здатністю лизировать еритроцити. Відповідно до цього гемолитические види стали вважати непатогенними. Критерій вважали цілком обгрунтованим до виділення в 1906 г подружжям Ф. і У. Готшліх гемолитических вібріонів з трупів мусульман-паломників, які загинули від холероподібний інфекції на карантинній станції Ель-Тор в Єгипті. Оскільки в той час епідемії не було, то і роль вібріона Ель-Тор залишилася неясною. Але в 1939 р збудник викликав епідемічний спалах на острові Сулавесі в Індонезії, а пізніше був визнаний етіологічним агентом сьомий пандемії холери. На початку 1993 г, з'явилися повідомлення про спалахи холери в південно-східній Азії, викликаних вібріонами раніше невідомої серогрупи, позначених як серовар 0139 (Бенгал). [1]

Хронологія вивчення представників роду Vibrio. [1]

Вид «Vibrio phychroerythrus» описаний в 1972 р

V. (Listonella) damsela, V. mimicus і V. ordalli - в 1981 р

V. diazotrophicus і V. hollisae - в 1982 р

V. aestuarianus, V. furnissii і V. orientalis - в 1983 р

Види V. tubiashi і V. carchariae описані в 1984 г, згідно з даними гібридизації ДНК - молодший суб'єктивний синонім V. carchariae - V. harveyi.

V. cincinnatiensis, V. mediterranei і V. salmonicida - в 1986 р

V. (Colwellia) hadaliensis і V. (Colwellia) psychoroerythrus - в 1988 р

Раніше до роду Vibrio ставилися види Listonella (Vibrio) anguillarum, Listonella (Vibrio) damsela і Listonella (V. pelagius) pelagia, описані в 1985 р

Систематика.

Холерний вібріон відноситься до домену Bacteria > Філі Proteobacteria > клас Gammaproteobacteria > порядок Vibrionales > сімейство Vibrionaceae > рід Vibrio > типовий вид Vibrio cholerae. Всередині виду Vibrio cholerae розрізняють два основних биовара: biovar cholerae classic (виділений Р. Кохом) і biovar eltor (відкритий Ф. і Е. Готшліхамі).

2. Морфологія роду Vibrio

Свою назву ці мікроби отримали за їх здатність до швидких коливальним рухам (від лат. «Vibrare» - коливатися). [3]

Рід Vibrio утворюють короткі, прямі або зігнуті у вигляді коми палички розміром 0,5-0,8 х 1,4-2,6 мкм. Після поділу вони часто залишаються зчепленими кінцями, утворюючи спіралі. Є неспороутворюючими грамнегативними бактеріями з одним або декількома джгутиками, розташованими полярно (монотрихи або лофотрихи), укладених в чохол - продовження зовнішньої мембрани клітинної стінки. Рухливі, можуть пересуватися дуже швидко - 12 мм / хв. [3]

Клітини Vibrio cholerae розміром 1,5-4,0 x 0,2-0,4 мкм мають один полярний джгутик, забезпечений чехликом і поздовжнім виростом, що нагадує ундулирующую мембрану. Рухливість бактерій вельми виражена, і її наявність - важлива діагностична ознака, виявляють методом висячої чи роздавленої краплі. Не утворює спор і капсул. Для бактерій характерний поліморфізм - типові форми спостерігають в клінічному матеріалі, в мазках з колоній домінують паличкоподібні форми (Рис.1). Під дією пеніциліну холерні вібріони здатні утворювати L-форми. Вібріони добре фарбуються аніліновими барвниками; зазвичай використовують водний фуксин Пфайффера і карболовий фуксин Ціля. [3]

3. Особливості фізіології

Серед представників роду найбільш поширені факультативні анаероби, але деякі з них - строгі анаероби або облігатні аероби. Хемоорганотрофи, що володіють дихальним і бродильним типами метоболізм. Катаболізує D-глюкозу та інші вуглеводи з утворенням кислоти, але не газу (виняток становлять V. furnissii, V. gazogenes і деякі штами V. (Listonella) damsela). Оксідазоположітельние (за винятком V. gazogenes і V. metschnikovii). Відновлюють нітрат (за винятком V. gazogenes, V. metschnikovii і V. ordalii). Вуглеводи зброджують більшість видів, включаючи мальтозу, D-манозу і трегалозу. За здатністю розкладати ферментацією манозу, сахарозу та арабинозу (розщеплення «тріади Хёйберга» має діагностичне значення) все вібріони поділяють на 6 груп. Більшість видів чутливі до вібріостатіческому агенту 0/129 (2,4-діаміно-6,7-діізопропілптерідін). Іони Na ??+ стимулюють зростання всіх видів, а для більшості видів абсолютно необхідні. Не здатні розщеплювати клітковину. Багато хто використовує феноли, деякі - циклічні сполуки. [5]

V.cholerae зброжує з утворенням кислоти багато вуглеводи (глюкозу, сахарозу, мальтозу, маніт, лактозу, глікоген, крохмаль та ін.). Холерні вібріони розкладають тільки манозу і сахарозу і належать до 1-й групі Хёйберга (манноза +, арабіноза-, сахароза +). Бактерії цієї групи мають плазмокоагулирующей (згортають плазму кролика) і фибринолитическим (розріджують згорнуту сироватку по Леффлера) властивостями. Вони згортають молоко і розкладають інші білки до аміаку і індолу; H2S не утворюють, відновлюють нітрати і утворюють індол (цю здатність враховують у нітрозоіндоловой реакції, відомої як «холера-рот реакція»). На підставі біохімічних і біологічних відмінностей (табл.1) холерні вібріони поділяють на два биовара - класичний (V.cholerae біовар asiaticae) і Ель-Тор (V.cholerae біовар eltor). Бактерії серовара Бенгал стійкі до поліміксину і не виявляють гемолітичної активності. [5]

Таблиця 1. Диференціальні ознаки збудників холери за біохімічними властивостями.

4. Культуральні властивості

V.cholerae воліє аеробні умови і швидко гине в анаеробних. Температурний оптимум 370С. Вібріон добре росте на простих поживних середовищах з високим рН (7,6-8,0) - 1% лужна Лептонний вода, лужний МПА, елективні та диференційно-діагностичні середовища (наприклад TCBS-arap). [3]

На твердих середовищах збудник утворює невеликі круглі дисковидние прозорі S-колонії з рівними краями, голубуваті в світлі, що відразу їх відрізняє від більш грубих і мутно-білих колоній ентеробактерій. Старі культури кілька грубіють і набувають жовтувато-коричневий відтінок. На TCBS-агарі, яка у своєму складі містить тіосульфат, цитрат, солі жовчних кислот і сахарозу, V.cholerae ферментує сахарозу і утворює жовті колонії. [3]

При посіві уколом в желатину через 48-72 год мікроорганізм дає воронкообразное розрідження, верхня частина якого при перегляді збоку представляється бульбашкою повітря. Пізніше розрідження збільшується, порожнина заповнюється білястої масою вібріонів. Холерний вібріон також утворює нерівні каламутні R-колонії; бактерії з яких не чутливі до бактеріофагів, антибіотиків і не агглютинируются О-антисироватки. [3]

У рідких середовищах вібріон викликає помутніння і утворення ніжної блакитним плівки на поверхні, її краї підняті уздовж стінок пробірки; при струшуванні вона легко руйнується і осідає на дно. На 1% пептонній воді (рН 8,8-9,0) холерний вібріон зростає, випереджаючи бактерії кишкової групи, і утворює ніжну блакитнувату плівку і муть. Пептонна вода з додаванням 0,5-1% NaCl - найкраще середовище накопичення для збудника холери. [3]

5. Антигенні особливості

V.cholerae має соматический термостабільний О-антиген і жгутиковий термолабільних H-антиген. [2]

О-Аг. За структурою О-Аг виділяють 139 серогруп. Збудник холери відноситься до серогрупи 01 і 0139 (його позначення V.cholerae 01 або V.cholerae 0139), інші представники виду V.cholerae не є збудниками холери, але можуть викликати гострі кишкові хвороби (наприклад, гастроентерити). Належність до неї відрізняє їх від холероподібних і парахолерних вібріонів. Тому, незважаючи на можливі біохімічні відмінності, при дослідженні на холеру обов'язково проводять типування О1 антисироваткою. О-Аг 01 групи холерних вібріонів неоднорідний і включає А, В і С компоненти, різні поєднання яких властиві сероварам Огава (АВ), Інаба (АС) і Хікоджіма (ABC). Ці властивості використовують як епідеміологічного маркера для диференціюванні вогнищ по збудникам, хоча іноді від одного хворого можна виділити бактерії різних сероварів. R-форми, а також слизові М-форми (зі зміненою структурою О-Аг) не агглютинируются О-антисироватки, для ідентифікації OR- і R-діссоціатов використовують OR-антисироватки. Бактерії серовара 0139 НЕ агглютинируются видоспецифической О1- і типоспецифічними Огава-, Інаба- і RO-сироватками. Оскільки холероподібний вібріон теж не агглютинируются 01-антисироваткою, їх позначають як неагглютінірующіеся (НАГ) вібріони. [2]

Н-Аг - загальні Аг для великої групи бактерій, тому їх поділяють на А і В групи. До групи А входять холерні вібріони; в групу В - вібріони, біохімічно відмінні від холерних. Вібріони групи В мають неоднорідну структуру О-Аг, їх розділяють на 6 серологічних підгруп, склад яких збігається з поділом на 6 біохімічних груп схеми Хайберга. [2]

6. міжродової, внунтрівідовая і міжвидова ідентифікація

Ознаки, що відрізняють Vibrio від інших родів, наведені в таблиці 2. Хоча число легкоопределяемих діагностичних відмінностей між цими родами обмежена, їх диференціація не представляє істотних труднощів завдяки чіткому визначенню окремих видів. [4]

Таблиця 2.Діфференціація пологів сімейства Vibrionaceae.

 Ознака Vibrio Photobacterium Aeromonas Plesiomonas Enhydrobacter

 Очехленний полярний джгутик

 Рухливість

 Накопичення полі-?-гидроксибутирата поряд з нездатністю використовувати ?-гидроксибутират

 Na + необхідний для зростання або стимулює його

 Ліпаза

 Використання D-манітолу

 Чутливість до вібріостатіку О / 129

 Мол.% G + C в ДНК

+

+

-

+

 [+] 1

 [+] 2

+

 38 -51

-

+

+

+

D

-

+

 40 - 44

-

 [+] 3

-

 [+]

 [+]

-

 57 - 63

-

+

-

-

-

+

 51

-

-

-

+

-

-

 66

Позначення: «+» - всі види позитивні, [+] - більшість видів позитивні, «-» - всі види негативні, d - деякі види позитивні, деякі негативні;

1V.nereis, V.anguillarum біовар II і V.costicola негативні;

2V.neris, V.anguillarum біовар II і V.marinus негативні;

3за винятком A.media і A.salmonicida.

Ознаки, що розмежовують біовари Vibrio cholerae, наведені в таблиці 3. [4]

Таблиця 3.Діфференціація биоваров виду V.cholerae1

 ознака Classica I Eltor

 Гемоліз 1 -

 d 2

 Реакція Фогеса-Проскауера 3 - +

 Гемаглютинація 4 - +

 Чутливість до

 поліміксину В (50ЕД) 5 + -

 класичному фагу IV + -

 фагу Ель-Тор V - +

Позначення: «+» - всі види позитивні, «-» - всі види негативні.

1Ерітроціти барана, щільних середовищах з тіогліколат, цистеїном і серцево-мозкової витяжкою;

2Первие штами поточної пандемії були сильними гемолітико, але подальші негемолітіческіе;

3Метод З. Коуена;

4Ерітроціти курчати, тест на пластинках;

5Тест з дисками.

Ознаки, що допомагають диференціювати види Vibrio, особливо морські вібріони, представлені в таблиці 4. [4]

Таблиця 4.Діфференціація видів роду Vibrio.

 Ознаки

 V.

 aestuarianus

 V.

 algenolyticus

 V.

 anguillarum

 V.

 campbellii

 V.

 cholerae

V

 cincinnatiensis

 3-12 полярних джгутиків - - - - - -

 Латеральні джгутики на щільному середовищі + - + - -

 Роїння - + - - - -

 Прямі палички 1 - + - + d +

 Накопичення ПГБ 2 - - - -

 Пігмент - - - - - -

 Аргініндігідролаза 3 + - + - - -

 Оксидаза + + + + + +

 Відновлення нітрату + + + + +

 Люмінесценції - - - - - -

 Освіта газу з D-гпюкози - - - - - -

 Образ-е ??ацетоіна та / або диацетила d + + - + +

 Потреба в Na + для зростання + + + + - +

 Потр. в орган. факторах росту - - - d

 Зростання при 4 0 С + - - - - -

 Зростання при 30 0 С + + + + + +

 Зростання при 35 0 С + + + + + +

 Зростання при 40 0 ??С + - - +

 Амілаза - + + + + +

 Желатинази - + + + + -

 Ліпаза + + + + -

 Альгіназа - - - - -

 Хітинази + + + + +

 Використання

 аконітата + + d +

 ?-аланіну - - - -

 D-аланіну + + + d +

 L-аланіну + d d - +

 ?-аминобутират - - - - +

 ?-аміновалерата - - - -

 L-арабінози - + - - +

 L-аргініну + - - + +

 L-acnapтaтa d + - d +

 ацетату + + d + +

 бутирата + - - -

 валерата + - - -

 D-галактози d d - +

 D-галактуроната - - - -

 гептаноата + - - -

 n-гідроксибензоату - - - -

 ?-гидроксибутирата - - - -

 L-гістидину + + - d

 DL-гліцерата + + d d

 Використання

 гліцину + - - -

 L-гпутамата + + - + +

 глутарата - - - -

 D-глюконату + + - + +

 D-глюкуроніл - - - - -

 ізобутірата d - - -

 міо-інозитол - d - -

 капріната + d d d

 каприлат + + d +

 капроната - + - +

 ?-кетоглутарату + + + + +

 D-ксилози - - - - +

 DL-лактату + + + +

 лактози - - - - -

 L-лейцину + - - - -

 DL-малата + + d +

 D-маннатола + + d + +

 D-манкози d + d d

 малібіози - - - -

 L-орнітину - - - + -

 пеларгоната + - d d

 пірувату + + + +

 L-проліну + + + + +

 пропанола d - - -

 пропионата + + + +

 пугресціна d - - - -

 L-рамнози - - - -

 D-рибози + d + +

 салицина - - - - +

 сахарози + + - + +

 L-серину + + d d

 D-сорбитола - + - - -

 L-тирозину + - d - -

 трегалози + + + + +

 хінната - - - -

 целлобіози - + d - +

 цитрату + + + d d +

 цитруллина - - - - +

 етанолу d - - - -

Позначення: «+» - всі види позитивні, [+] - більшість видів позитивні, «-» - всі види негативні, d - деякі види позитивні, деякі негативні;

1 «+» - прямі палички, «-» - вигнуті палички;

2Полігідроксібутірат;

3Определено по анаеробного утворення орнитина з аргініну.

7. Медичне і ветеринарне значення. Патогенність

Вид Vibrio cholerae викликають холеру та інші гострі кишкові інфекції. Холера - гостра інфекційна хвороба, що характеризується ураженням тонкої кишки, порушенням водно-сольового обміну і інтоксикацією. Це особливо небезпечна, карантинна інфекція. [6]

V.cholerae утворює ендотоксин. Крім того, він виділяє екзотоксин, що складається з декількох фракцій, найбільш важливою з яких є холероген. Холероген викликає гиперсекрецию води і хлоридів у просвіт кишечника, порушення зворотного всмоктування натрію, в результаті виникає діарея, що призводить до зневоднення організму. Екзотоксин володіє також цитотоксичною дією і викликає загибель клітин епітелію тонкої кишки. У збудника холери є ферменти агресії - фібринолізин, гіалуронідаза, лецитиназа, нейрамінідаза. Патогенність пов'язана також з адгезивними властивостями (білки зовнішньої мембрани), рухливістю вібріона. [6]

Вібріони, що потрапляють через рот у шлунок, в результаті дії соляної кислоти можуть загинути. Однак при надходженні великої кількості збудників і зниженні кислотності шлункового вмісту (розведення його водою, їжею, гастрит зі зниженою кислотністю) вібріони потрапляють у тонку кишку, розмножуються, прикріплюючись до її епітелію, і виділяють екзотоксин (табл. 5), який порушує водно-сольовий обмін, призводить до різкого зневоднення організму і ацидозу. Екскременти, що складаються з рідини і загиблих клітин слизової оболонки, мають вигляд рисового відвару. При загибелі вібріонів звільняється ендотоксин, що викликає інтоксикацію. [6]

Таблиця 5.Фактори вірулентності Vibrio cholerae.

Для прискореної діагностики захворювання застосовують іммунолюмінесцентний і іммобілізаційний методи і РИГА з діагностикумом. Недоцільно проводити бактеріоскопію мазків і препаратів методом «висячої краплі» з нативного матеріалу. Також для прискореної біохімічної ідентифікації запропонований набір СІБ з 13 тестів (оксидаза, індол, лактоза, глюкоза, сахароза, манноза, арабиноза, маніт, інозит, аргінін, орнітин, лізин), диференціює від представників сімейства Enterobacteriaceae, бактерій родів Plesiomonas, Aeromonas та ін . [6]

Для специфічної імунопрофілактики розроблені убита вакцина з штамів Огава і Інаба, холероген-анатоксин для підшкірного введення і бівалентна вакцина з анатоксину і О-Аг Огава і Інаба. Ефективність їх використання не перевищує 60-70%, несприйнятливість зберігається протягом 3-6 місяців, тому вакцинопрофілактику застосовують за епідеміологічними показниками. [6]

Найбільший інтерес представляють патогенні представники (крім V.cholerae) для людини: V.parahaemolyticus, V.valniticus; для риб: V.splendidus, V.ordali, V.anguillarum, V.tubiashi, V.alginolyticus; для ракоподібних: V.harveyi, V.splendidus; для головоногих молюсків: V.alginolyticus, V.harveyi, V.parahaemolyticus, V.carchariae (табл. 6.). [6]

Таблиця 6. Види роду Vibrio, що мають медичне значення (крім V.cholerae).

У природі представники роду Vibrio виявлені у водних середовищ існування, істотно варіюють за ступенем солоності. Широко поширені в морському середовищі та в гирлах річок, на поверхні морських тварин і у вмісті їх кишечника. Деякі види виявлені також в прісній воді. [6]

Висновок

Вивчення роду Vibrio дозволило ефективно боротися з інфекційними захворюваннями, збудниками яких є деякі його представники, зокрема вид V.cholerae викликає холеру. Він являє собою паличку у вигляді коми розміром 1,5-4,0 x 0,2-0,4 мкм, має один полярний джгутик, забезпечений чехликом і поздовжнім виростом, що нагадує ундулирующую мембрану. Не утворює спор і капсул. Розкладає ферментацією багато вуглеводи з утворенням кислоти і належать до 1-й групі Хёйберга (манноза +, арабіноза-, сахароза +), володіє плазмокоагулирующей і фибринолитическим властивостями, згортає молоко і розкладає інші білки до аміаку і індолу, H2S не утворює, відновлює нітрати і утворює індол. Добре росте на простих поживних середовищах з високим рН (7,6-8,0) - 1% лужна пептонна вода, лужний МПА, елективні та диференційно-діагностичні середовища (наприклад TCBS-arap). [3]

Холерний вібріон має Про- і H-антигени, він відноситься до серогрупи 01 і 0139. Розрізняють 139 серогрупп в залежності від будови О-аг. H-аг не специфічний для V. cholerae - він є загальним для всього роду. V. cholerae утворює ендотоксин і екзотоксин (холероген). [2]

Для лікування холери розроблена вакцина з штамів Огава і Інаба, холероген-анатоксин для підшкірного введення і бівалентна вакцина з анатоксину і О-Аг Огава і Інаба. [2]

Список літератури

1. Воробйова А.А., Бикова А.С., Атлас з медичної мікробіології, вірусології та імунології, - М .; МІА, 2003.

2. Воробйова А.А., Мікробіологія та імунологія, - М .: Медицина, 1999.

3. Г. Шлегель, Загальна мікробіологія, - М .: МИР, 1987.

4. Дж. Таулт, Н. Криг, П. сниться, Дж. Стейл і С. Вільямс, Визначник бактерій Берджі. Вид. 2е. У 2х томах. 1-й том. Переклад з англ. під ред. РАН Г.А. Заварзіна., - М .: МИР, 1997.

5. Мішустін О.М., Ємцев В.Т., Мікробіологія. Изд.3, - М .: Агропромиздат, 1987.

6. Поздеев О.К., Медична мікробіологія, - М .: ГЕОТАР-МЕД, 2001.

Розміщено на http: // www.

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com