Министерство науки и образования РФ
Московский государственный университет прикладной биотехнологии
Кафедра микробиологии и иммунологии
Курсовая работа
На тему:
" Возбудитель сибирской язвы"
Выполнил: студент вет.-сан. ф-та
II курса, 9 группы
Буданцев М.В.
Проверил:
Проф. Скородумов Д.И.
Москва 2005г.
Содержание:
Введение
1. Характеристика возбудителя
1.1 Морфологические свойства
1.2 Ферментативная активность
1.3 Антигенная структура
1.4 Устойчивость возбудителя
2. Эволюция
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Возбудитель сибирской язвы - Bacillus anthracis - относится к отряду Eubacteriales, семейству Bacillacae, роду и подроду Bacillus. Бациллу впервые обнаружил под микроскопом Ф. Поллендер в Германии в 1849 г. В 1850 г.
К. Давэн и Ганс во Франции выявили нитевидные неподвижные тельца (цилиндрические палочки) в крови овец, погибших от сибирской язвы. В России Ф. Брауэль в 1857 г. нашел палочки (вибрионы) в крови человека, умершего от сибирской язвы, и экспериментально воспроизвел болезнь у животных, заразив их кровью, содержащей эти микробы. Но значение палочек оставалось невыясненным. Лишь и 1863 г. К. Давэп окончательно установил, что они являются возбудителем сибирской язвы. Этот год считают официальной датой открытия бациллы сибирской язвы.
Культуру возбудители болезни удалось получить лишь в 1876 г. Сначала Р. Коху, а затем Л. Пастору. Независимо друг от друга они заразили этой культурой животных, воспроизвели болезнь и открыли, что палочки сибирской язвы способны формировать споры. В 1888 г. Серафини у сибиреязвенных бацилл обнаружил капсулу. В России культуру сибиреязвенного микроба впервые получил В.К. Высокович (1882).
Род Bacillus объединяет 48 видов аэробных или факультативно-анаэробных бацилл, которые разделены на две группы: в первую включено 22 вида, во вторую — 20 видов. Лучше изучены, бациллы первой группы. Наиболее близки к бацилле сибирской язвы виды: Вас. cereus—восковидная бацилла Вас. cereus var.mycoides sive -корневидная бацилла; Вас. megaterium — капустная бацилла; Вас. subtilis sive — сенная бацилла; Вас. pumilus sive — картофельная бацилла. Все они сапрофиты, кроме Вас. sereus, которая синтезирует активный фермент патогенности лецитиназу и способна вызывать пищевые токсикозы.
1. Характеристика возбудителя
1.1 Морфологические свойства
Прочно заняв со временем новое экологическое место, бацилла стала самостоятельным паразитическим видом, сохранившим много сходных черт со своими предками сапрофитами (Колонин, 1970). Bac. anthracis — сравнительно крупная палочка (от 1 — 1,3 до 3—10 мкм), неподвижная, образует капсулы и споры, по Грамму красится положительно. Вегетативные клетки могут быть с капсулой и без нее. Споры заключены в хорошо выраженный экзоспориум.
В неокрашенных препаратах, приготовленных из крови и тканей животных, больных или погибших от сибирской язвы, бациллы имеют форму гомогенных прозрачных палочек со слегка закруглёнными концами. Они лежат поодиночно или соединены в короткие цепочки. Число клеток в цепочке у высоковирулентных штаммов, как правило, не превышает трех, а у низковирулентных их может быть больше.
Бациллы, выращенные на плотных или в жидких питательных средах, формируют цепочки разной длины. В мазках культур штаммов, дававших в жидких питательных средах типичный рост в виде хлопьевидного осадка, палочки чаще располагаются длинными цепочками, а в изготовленных из культур с атипичным диффузным ростом они образуют короткие цепочки. Клетки в цепочках неодинаковой величину и напоминают цилиндры. Поверхность клеток неровная.
В окрашенных цепочках концы палочек, обращенных друг к другу, прямые, как бы обрублены, свободные же концы слегка закруглены. Бациллы, синтезирующие капсулу при росте на средах, содержащих белки, и размножении в организме животных, формируют цепочки в виде бамбуковой трости, обрубленные концы клеток несколько вдавлены и в местах сочленения симметрично утолщены.
Бациллы имеют ядро. Ф.Я. Китаев (1922) установил, что оно принимает участие в делении вегетативных клеток и его часто обнаруживают у прорастающих спор. Позже наличие ядра у бациллы подтвердил Flewett (1948). В 1959 г. М.П. Мейсель и Л.В. Миролюбова определили, что ядро состоит из спиралевидных нитей, занимающих центральную часть клетки и располагающихся вдоль ее оси. Нуклеоид представлен в основном сетью фибрилл, лежащих беспорядочно, по равномерно по всей его площади. Chatterjee и Williams (1962) указывают, что у клетки из молодых культур хроматиновые тела имеют вид длинных непрерывных образований, располагающихся центрально. В зрелых клетках они бывают как непрерывными, так; и делящимися на половины. В клетках 24-часовых культур длинные хроматиновые тела расположены большими комплексами, состоящими из сферических образований. Авторы пришли к заключению, что сибиреязвенная бацилла имеет дифференцированный нуклеоид дискретного характера.
Дифференцированность нуклеоида была подтверждена Г. В. Дунаевым (1967, 1972) при исследовании им вегетативных клеток штаммов II вакцины Ценковского и СТИ-1, фиксированных и окрашенных методом Пекарского — Робиноу. Четко контурированный нуклеоид находили в бациллах на всех фазах их развития. Особенно хорошо выявляется структура ядра при комбинированном люминесцентном и фаловоконтрастном микроскопировании. В бациллах обнаружены ДНК и РНК, первая содержится в нуклеоиде, вторая — в цитоплазме.
Молекула ДНК-хромосомы двухцепочечная, замкнута в кольцо и своеобразно упакована в виде волокнистого тяжа, напоминающего перекрученный жгут соломы. Компактная форма ДНК поддерживается одноцепочечной рибонуклеиновой кислотой, в свою очередь связанной с РНК-полимеразой и катионными белками. Длина вытянутой молекулы ДНК-нуклеоида почти в 2 раза превышает длину самой бациллы.
Впервые о субмикроскопичсской структуре бацилл сибирской язвы сообщили Roth и Williams (1963, 1964); они обнаружили в вегетативных клетках микроба элементы дискретного нуклеоида. Затем ряд советских и зарубежных исследователей (Павлова и Кац, 1966; МоЬег1у, Shafa и Gerchardi, 1966; Белокозов, 1970; Тржецецкая и Куликовский, 1972, и др.) довольно подробно изучили строение вирулентных (№ 66 и 2222) и вакцинных (II вакцина Ценковского, СТИ-1, Стерна) штаммов бацилл.
Очевидно, у бациллы, способно к вегетации во внешней среде и в животном организме, очень развиты регуляторные механизмы, обеспечивающие обмен и жизнедеятельность при изменениях среды обитания. Совершенная система адаптации зависит от морфологической структуры клетки. Стенка бациллы состоит из трех слоев: из двух осмиофильных и одного осмиофобного. Но такое строение выявляют не всегда. Чаще стенка состоит из внутреннего осмиофильного, более плотного, и наружного, умеренно плотного, слоев. Наружный слой нередко переходит в фибриллярные структуры, расположенные по всей поверхности клетки. Полагают, что эти осмиофильные фибриллярные образования — остатки капсулы.
В клеточной стенке заметны канальцы, соединяющиеся с цитоплазматической мембраной и открывающиеся во внешнюю среду.
Цитоплазматическая мембрана гладкая или несколько извилистая. Лишь в некоторых участках клетки заметны ее три слоя, лучше они видны в лизированных бациллах. Чаще мембрана плотно примыкает к клеточной стенке, и выявляют ее в виде одного слоя. Мембрана имеет выпячивания в цитоплазму, различающиеся по форме, величине, строению и локализации; они описаны как внутрцитоплазматнчсские мембранные структуры. Выпячивания имеют форму завитков, овалов и неровных линий, у многих бацилл они проникают в зону нуклеоида.
В цитоплазме бацилл обнаруживают четко контурированные вакуоли. Обычно они крупные, ограничены мембраной, которая служит им каркасом. С наружной стороны ее лежат рибосомы. Расположены они цепочками, формируя полирибосомы. Последние лучше заметны в лизированных клетках. Нередко вакуоли сосредоточены вблизи нуклеоида. Gerhardi (1967) полагает, что вакуоли возникают в результате растворения в процессе фиксации и обезвоживания включений липидной природы и прежде всего гранул поли-ß-оксимасляной кислоты.
В бациллах находятся липопротеиновые гранулы, расположенные главным образом субтерминалыю н терминально. Выявлены также мезосомы (эквиваленты митохондрий). Они имеют форму четко контурированных, ярко светящихся желто-зеленым цветом гранул, контактирующих с цитоплазматической мембраной. Мезосомы полифункциональные. Мембранно-мезосомная система бацилл ответственна за окислительное фосфорилирование, перенос электронов, осуществление цикла ди- и трикарбоновых кислот, она вовлекается и в синтез белка (Бурд, 1967; 1968). В цитоплазме после окраски выдержанным раствором метиленового синего по Леффлеру в полярных участках бациллы, а иногда и в центральной части обнаруживают гранулы валютина, окрашивающиеся метахроматически.
При окраске суданом черным заметны липидные гранулы, которых особенно много в период спорообразования. Их находят у спорообразующих аэробных бацилл всех видов, в том числе и у сапрофитов. Цитохимической реакцией Хочкисса па полисахариды обнаруживают мелкие гранулы гликогена. Содержатся они как в обычных, так и в спорообразующих бациллах.
Размножаются бациллы способом деления. В клетке формируется поперечная перегородка, которая разделяет ее на две равно-половинные особи. Образование перегородки начинается с инвагинации цитоплазматической мембраны и вовлечения в этот процесс клеточной стенки. Постепенно клетка как бы перешнуровывается. Однако часто новое деление клеток начинается до завершения первого деления, что приводит к формированию стрептобацплл. Образующаяся цепочка состоит из клеток разной длины.
Бациллы выделяют экзотоксин, играющий ведущую патогенетическую роль в развитии болезни. В процессе биосинтеза и секреции экзотоксина при выращивании бацилл на специальных средах отмечают интенсивное развитие рибосомального и мембрано-мезосомалыюго аппаратов, между ними устанавливается тесная связь, н внутрицитоплазматические мембранные структуры проникают в зону нуклеоида. В экспоненциальной фазе роста культура состоит в основном из неделящихся клеток (Дунаев, 1972).