Клещи и сальмонеллы

Опубликовано в журнале:
Дезинфекционное дело »» N 2'2000 В.М. Подборонов
НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Москва

Обзор, посвященный взаимоотношениям клещей и сальмонелл. Показано, что многие факторы направлены на элиминацию клещей, зараженных сальмонеллами, а также сальмонелл, попавших в клещей с кровью их прокормителей. С другой стороны, имеются данные, подтверждающие возможность участия клещей в циркуляции сальмонелл. Вероятно, это связано с L-трансформацией значительной части популяции сальмонелл в организме клещей, поскольку L-формы могут играть весьма существенную роль в поддержании очагов инфекций.

Ticks and Salmonella

V.М. Pcdooronov
The Gamaleya Institute of Epidemiology and Microbiology of RAMS, Moscow

The essay is devoted to relationship of ticks and salmonella. It is shows that a lot of factors are directed at the elimination of ticks, infected by salmonella, as well as salmonella which got into ticks with the blood of their warm-blooded hosts. On the other hand, there is some data, which proves the possibility for ticks to take part in salmonella circulation. Probably this phenomenon is due to the L-transformation of the main part of salmonella population in tick's organism, because the L-forms may play quite a significant role in keeping up of the foci of infect ion.

Введение

Клещи известны как естественные переносчики и резервуары различных микроорганизмов. Многие их них (например, Coxiella burneti, Ehrlichia canis и др.) способны вызывать заболевания человека и животных. Роль других (например, Rickettsia helvetica) в качестве возможных возбудителей болезней теплокровных лишь предполагается. Проблеме взаимоотношений микроорганизмов с кровососущими членистоногими достаточно много внимания уделяли как отечественные, так и зарубежные ученые. Появление разнообразных современных методик, в том числе биохимических, иммунологических, иммунохимических и морфологических, позволяет с новых позиций взглянуть на характер взаимодействия организма клеща и попадающих в него микроорганизмов. Настоящая работа является обзором литературных и собственных материалов по взаимоотношениям пастбищных клещей - специфических и неспецифических переносчиков многих инфекций и сальмонелл - широко распространенной группой бактерий, которые у человека вызывают пищевые токсикоинфекции.

Выделение сальмонелл из клещей

Из организма иксодовых клещей, обитавших в природных очагах, были выделены разные виды сальмонелл. При исследовании 6673 половозрелых голодных особей разных видов клещей, собранных на территории Дагестана, в 217 пробах от клещей Haemaphysalis plumbeum были выделены Salmonella typhimurium (Михайлов и др., 1961). На острове Тюлений из самцов и голодных нимф Ixodes putus выделены штаммы сальмонелл S. enteritidis (Тимофеева и др., 1972; 1974 по Чирову, 1979). В Карагандинской области из взрослых голодных клещей Dermacentor marginatus выделены сальмонеллы (S. typhimurium, два штамма) (Ким, 1974; Ким и Носова, 1979). В Киргизии штамм Salmonella typhimurium выделен из клещей Boophyllus calcaratus, снятых с овцы, S. enteritidis - из нимф D. daghestanicus и из сытой самки Н. punctata (Кадышева, 1979). Более подробно о естественной зараженности иксодовых клещей возбудителями сальмонеллезов на территории России и стран СНГ пишет Чиров (1984).

При обследовании 2000 клещей, собранных в местах обитания насекомых и птиц в окрестностях Каира (Floyd and Hoogstral, 1956), удалось обнаружить сальмонелл в 10 пробах клещей из 188. В частности, культура S. typhimurium выделена из аргасовых клещей Argas persicus, собранных в гнездах цапель, и культура S. thonipson из клещей Ornithodoros erraticus. Возможность птиц быть носителями и резервуаром сальмонелл показана в эксперименте (Чиров, 1979).

В целом работ по естественной зараженности клещей сальмонеллами мало и их недостаточно, чтобы определить роль определенных видов клещей в качестве переносчика сальмонелл. Необходимы дополнительные эксперименты, в которых заражение клещей осуществляют естественным путем (т.е. в процессе кровососания на инфицированном доноре) или с помощью прибора (Подборонов В.М., Подборонов А.М., 1993).

Взаимоотношения клещей и сальмонелл в эксперименте

По наблюдениям Parker и Steinhaus (1943), иксодовые клещи Dermacentor andersoni способны сохранять и передавать S. enteritidis восприимчивому животному через 35 дней после инфицирующего кровососания. Экспериментально удалось доказать, что клещи Н. punctata не только воспринимают и сохраняют S. pullorum в своeм организме в течение года, но и передают трансфазово (Чиров и др., 1979). Экспериментально установлена способность клещей D. marginatus и D. pictus воспринимать и сохранять до 353 дней сальмонелл S. typhimurium с их передачей по ходу метаморфоза (Кондрашова, Котельникова, 1973) и трансовариально (Ким, Носова, 1979), а также заражать восприимчивых животных при кровососании.

Показано, что в организме клещей A. persicus сальмонеллы S. gallinarum локализуются только в пищеварительном канале и сохраняются в течение 8 месяцев (срок наблюдения) без снижения вирулентных свойств (Стефанова и др., 1975 по Чирову, 1979). В других экспериментах (Глухов, 1974; Глухов, Новиков, 1974) сроки сохранения сальмонелл в клещах A. persicus еще дольше (647 дней S. typhimurium и 580 дней S. gallinarum). Иксодовые клещи Н. punctata, D. marginatus и D. daghestanicus способны сохранять в свeм организме S. typhimurium 270 - 300 дней, S. enteritidis - 166-320, S. pullorum - 360 дней (Чиров, 1984).

Таким образом, эксперименты показывают возможность клещей воспринимать и сохранять сальмонелл, а также заражать восприимчивых животных и передавать сальмонелл по ходу метаморфоза (трансфазово и трансовариально).

Влияние сальмонелл на организм клещей

Еще в 1941 г. Rodhain и Van Оуе установили гибель клещей Argas reflexus, зараженных бактериями S. typhimurnim. Ими были описаны патологические нарушения целостности стенки кишечника при миграции сальмонелл в полость тела клеща. Они, а позднее Кондрашова (1975), описывают деструкцию и отторжение эпителиальных клеток кишечника клещей. Необратимые патологические изменения констатировал Глухов (1974) при заражении S. typhimurium взрослых особей Argas persicus. По его данным, из партии зараженных клещей погибало до 30%.

Обитание сальмонелл S. typhimurium, S. enteritidis, S. pullorum в клещах D. marginatus, H. punctata, D. daghestanicus оказывало на них патогенное воздействие, в результате которого погибало 30-90% клещей (Чиров, 1984). Parker и Steinhaus (1943) отмечали гибель клещей D. andersoni от воздействия на них S. enteritidis.

Таким образом, по немногочисленным данным, сальмонеллы оказывают отрицательное воздействие на организм клещей.

Бактерицидные свойства организма клещей

а) Лизоцим клещей и его действие на сальмонеллы. Организм клеща представляет собой сложную систему с присущими только ей особенностями обмена веществ. В организме кровососущих клещей образуются биологически активные вещества (ферменты, гормоны и т.д.), влияющие на рост и развитие микроорганизмов, попадающих в клеща в процессе кровососания. О наличии в организме клещей бактерицидного фактора неустановленной природы сообщали Anigstein и др. (1950), описавшие бактерицидное действие, которым обладают гомогенаты некоторых клещей (A. americanum, A. cajenense, R. sanguineus, O. turicata, A. persicus) в отношении таких микроорганизмов, как В. subtilis, В. mesentericus, В. megatherium, В. cereus и S. lutea.

Учитывая, что вопрос о бактерицидной активности гемолимфы, гонад, мальпигиевых сосудов клещей и о природе бактерицидного фактора изучен мало, нам предстояло, во-первых, определить, обладают ли антибактериальной активностью гемолимфа и коаксальная жидкость, гонады и мальпигиевы сосуды, во-вторых, попытаться подтвердить данные Duncan (1926) об антибактериальном эффекте содержимого кишечника клещей, распространенных в различных регионах нашей страны.

Выявлено слабое антибактериальное действие содержимого кишечника, гемолимфы, гомогенатов органов и тканей клещей О. papillipes в отношении штамма S. typhimurium (Подборонов и др., 1978). Бактерицидный фактор, обнаруженный нами в содержимом различных органов клещей, имеет белковую природу и относится к лизоцимам. Далее нами выявлены различия в чувствительности сальмонелл к действию лизоцимов, выделенных от разных видов клещей. Так, для сальмонелл минимальная задерживающая концентрация лизоцима клещей О. papillipes составляла 0,31-1,25мг/мл, подавляющая концентрация лизоцимов клещей О. papillipes, A. lahorensis, О. moubata была равна 1,25-2,5 мг/мл, яичного лизоцима 2,5-5,0, а лизоцима клещей H. asiaticum - 5,0-10,0 мг/мл (Подборонов, 1982).

Таким образом, лизоцимы, выделенные из клещей О. papillipes, О. moubata, A. lahorensis, действовали аналогично яичному лизоциму, но их активность в отношении S. typhimurium была в 2-4 раза выше яичного и в 2-8 раз выше лизоцима клещей H. asiaticum.

В наших последних работах доказано наличие бактерицидных веществ в жидкой слюне и цементной пробке иксодовых клещей, что объясняет бактерицидный эффект слюны, цементного конуса и других органов клещей (Alekseev et al., 1995; Подборонов, Буренкова, 1998).

Необходимо отметить, что такие возбудители, как боррелии, вирус клещевого энцефалита и некоторые другие, не чувствительны к лизоциму. Не исключено, что чувствительность возбудителей к лизоциму - важный фактор существования специфических клещевых инфекций.

б) Роль гемоцитов в фагоцитозе сальмонелл. До настоящего времени у членистоногих не обнаружены специфические клеточные структуры, которые могли бы выполнить функцию продуцентов специфических антител. Важную роль в сохранении, размножении и диссеминации возбудителей болезней человека и животных в организме членистоногих играют гемоциты. Для выяснения роли клеточных элементов клещей в проявлении антибактериального действия нами была поставлена серия опытов. Выполнение этих исследований могло быть осуществлено только при наличии данных о количественных и морфологических характеристиках клеточных элементов клеща. Мы опирались на сведения, опубликованные в работах Dolp (1970), Крючечникова (1979) и Купера (1980). Также, как и перечисленные авторы, мы наблюдали у незараженных особей О. papillipes: прогемоциты, ранние и зрелые плазматоциты и сферулярные клетки, количество которых у здоровых клещей было принято за контрольные показатели. Отклонение от соответствующих величин при инфицировании клеща в гемолимфу рассматривалось нами в качестве защитных реакций на введение бактерий. Введение сальмонелл в полость тела клещей О. papillipes вызывало бурную реакцию образования гемоцитов. Об этом можно судить по неуклонному росту числа прогемоцитов (в 3 раза), которое начинало увеличиваться через 6 часов, и параллельному росту числа плазматоцитов, фагоцитирующих этих микробов. С увеличением числа клеток в гемолимфе у зараженных бактериями клещей обнаружены клетки с фагоцитированными сальмонеллами. Фагоцитами, по нашим данным, являются плазматоциты. Фагоцитирование микробов плазматоцитами мы наблюдали уже через 2 часа после введения возбудителя в гемолимфу клеща, и этот процесс продолжался в течение 5 суток (Podboronov, 1997).

Механизм фагоцитоза штамма S. typhimurium можно интерпретировать как смещение цитоплазмы плазматоцита в места локализации бактерий, воздействие факторов клетки на микроорганизмы, ведущие к их деструкции, т.е. резкому разбуханию, изменению формы, просветлению бактериальной структуры с дальнейшим полным лизированием возбудителя. Процесс фагоцитоза не ограничивается тольколизированием бактерий в цитоплазме клетки. Он вызывает изменения в самой фагоцитирующей клетке, что выражается в ослаблении окраски стромы в цитоплазме, изменении размеров и форм вакуолей и ядра. В гемолимфе клещей Alveonasus lahorensis, О. papillipes, H. asiaticum не было обнаружено специфических антител на фаг ФХ-174 (Подборонов В.М., Подборонов А.М., 1993, Podboronov V.M., Podboronov A.M., 1997).

Полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют о том, что некоторые клетки гемолимфы клещей участвуют в фагоцитозе бактерий. Данные морфологического изучения позволяют отнести макрофагальные клетки к зрелым плазматоцитам.

Изменчивость сальмонелл под влиянием организма клещей

По данным Чирова (1984), субкультуры S. pullorum, выделенные через год после заражения из нимф Н. punctata, изменяли серологические и биохимические свойства. При определении серологических свойств выросшие колонии S. pullorum (бактерии сохраняли признак неподвижности, слабо реагировали с рецептором 9 О-антигенов), слабо стали агглютинировать с рецептором "др" Н-антигена, свойственным серотипу S. dablin. Из биохимических признаков субкультуры, в отличие от исходных свойств, приобрели способность расщеплять без образования кислоты галактозу и арабинозу и вырабатывать газ в среде с лактозой. Отмечено изменение серологических, биохимических, морфологических и вирулентных свойств у выделенных субкультур S. typhimurium из голодных и напитавшихся нимф D. daghestanicus.

Нами были более подробно изучены процессы L-трансформации сальмонелл и реверсии L-форм в организме аргасовых и иксодовых клещей. Возможность образования L-форм бактерий в организме экспериментальных животных и человека в настоящее время следует рассматривать как общепризнанный факт. К числу мощных L-трансформирующих факторов относятся пенициллин и другие антибиотики, действующие на клеточную стенку бактерий. В качестве факторов L-трансформации в организме могут выступать аминокислоты (аргинин, глицин, лейцин и др.), ферменты (в первую очередь лизоцим), специфические иммуноглобулины и комплемент.

В наших экспериментальных исследованиях (Подборонов В.М., 1986, Подборонов В.М., Подборонов А.М., 1993) мы предприняли попытку выяснить в опытах чувствительность сальмонелл к L-трансформирующему действию лизоцима. Для изучения L- трансформации бактерий в организме клещей и выявления особенностей взаимодействия стабильных L-форм сальмонелл с организмом клеща проведены исследования на О. moubata. При инфицировании клещей использовались как L-формы, так и бактериальные культуры S. typhimurium. При заражении клещей стабильными L-формами сальмонелл мышиного тифа бактерии выделялись лишь на 1-3, реже - на 5 сутки. В течение всего последующего периода исследований (3 месяца) ни L-формы, ни бактериальные формы возбудителя выделить не удалось.

В экспериментах по заражению клещей бактериальными культурами сальмонелл на 7 - 10 сутки наблюдения, наряду с колониями обычного бактериального типа, появились более нежные мелкие суховатые колонии, в составе которых было много характерных для начальных этапов L-трансформации форм - гигантских раздутых палочек, отдельных мелких сферопластов и зерен. Колонии, состоящие из подобных форм, вырастали на средах для выделения бактерий и роста L-форм без антибиотиков. Вдальнейшем изменения такого рода становились более выраженными. При фазово-контрастном микроскопировании колоний, выделенных на 19 и 20 дни после инфицированияклещей, обнаружены значительные количественные и качественные изменения популяции, связанные с увеличением количества измененных форм и большим приближением особенностей их структурной организации к L-формам (появление крупных сферопластов и вакуолизированных форм). Такого рода культуры можно было выделить в дальнейшем на всем протяжении эксперимента. Новые качественные сдвигиимелиместо к35дню после заражения, когда от большинства клещей удавалось выделить, наряду с описанными выше формами, отдельные колонии, по своей микроструктуре полностью представленные типичными L-формами. При пассировании выделенных культур нестабильных L-форм на обычных питательных средах уже на 1 и 2 пассажах был получен рост колоний бактериального типа. Вместе с тем на среде для культивирования L-форм, содержащей пенициллин, эти культуры росли в виде L-форм.

Рассмотренные данные экспериментальных исследований свидетельствуют о многообразии реакций культур изученных видов бактерий при взаимодействии с организмом клеща. В этих условиях возможно, с одной стороны, развитие процесса стимуляции явлений L-трансформации, появление отдельных микроструктурных элементов, характерных для начальных этапов L-трансформации и даже для более поздних этапов, стабильных форм, попавших в организм клеща; с другой стороны, отмечено проявление процесса их достаточно быстрой реверсии в исходные бактериальные формы.

Результаты всех приведенных выше исследований убедительно подтверждают то положение, что в организме животных, перенесших острый инфекционный процесс, происходит L-трансформация значительной части популяции возбудителя, которая наряду с бактериальными формами, а нередко и самостоятельно, может играть весьма существенную роль в поддержании очага инфекций.

Смешанные инфекции в клещах

В природе существуют сочетанные очаги болезней различной природы.

В литературе имеются единичные работы по заражению иксодовых клещей вирусом клещевого энцефалита, сальмонеллами и другими инфекциями (Кондрашова, 1975).

Наши исследования показали, что при смешанном одновременном заражении половозрелых клещей О. papillipes вирусом клещевого энцефалита и сальмонеллами отмечено снижение титра вируса к 25-30 суткам, а через 60 дней - полная его гибель. В то же время отмечено резкое снижение числа сальмонелл и очищение клещей от них через 10 суток (Подборонов, Пчелкина, 1987).

В опытах при смешанном заражении двумя бактериальными инфекциями было установлено, что клещи Alveonasus lahorensis воспринимали сальмонеллы и кишечные палочки. Сальмонеллы при смешанном заражении с кишечной палочкой, продуцирующей микроцин и лизоцим, погибали через 24-48 часов, а в организме клещей Н. asiaticum - через 10 суток. Гибель бактерий зависела от свойств бактериального Штамма, защитных механизмов организма клещей (антибактериального воздействия лизоцима, клеточных элементов и др.) и от взаимовлияния разных бактерий во внутренней среде переносчика (Подборонов, 1998).

Заключение

Детальное изучение существования сальмонелл в организме клещей свидетельствует о наличии многих факторов, способствующих элиминации клещей, зараженных сальмонеллами, а также бактерий, попавших в членистоногих с кровью их прокормителей. С другой стороны, наличие естественного носительства сальмонелл у клещей, собранных в природных очагах, экспериментальные данные о способности клещей воспринимать, сохранять и передавать сальмонелл свидетельствуют о возможности участия клещей в циркуляции возбудителей сальмонеллезов. Не исключено, что это связано с доказанным нами фактом L-трансформации значительной части популяции возбудителя. L-формы вместе с неизмененными бактериями, а нередко и самостоятельно, могут играть весьма существенную роль в поддержании очагов инфекций.

ЛИТЕРАТУРА

Глухов В.Ф. Эпизоотическое значение клещей при тифе, паратифе, пастереллeзе птиц и болезни Аусеки. Автореф. докт. дис. 1974. 40 с.

Глухов В.Ф., Новиков В.Г. Персидские клещи - резервуары сальмонелл в природе // Труды Ставропольского сельхоз. ин-та. Ставрополь. 1974. Т. 37. N 5. С. 90-91.

Кадышева А.М. О природной очаговости сальмонеллезов в Иссык-Кульской котловине Киргизии // Тез. докл. Х Всес. конф. по природной очаговости болезней. Алма-Ата. 1979. Ч. 1. С. 96-97.

Ким А.А. Некоторые вопросы природной очаговости сальмонеллезов: Автореф. канд. дис. Алма-Ата. 1974. 20 с.

Ким А.А., Носова Л.И. О природной очаговости сальмонеллезов в степной зоне Карагандинской области // Тез. докл. Х Всес. конф. по природной очаговости болезней. Алма-Ата. 1979. Ч. 2. С. 102-104.

Кондрашова З.Н., Котельникова Г.М. Взаимоотношения Salmonella typhimurium с иксодовыми клещами // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1973. N 10. С. 135-137.

Кондрашова З.Н. Материалы к экологии вируса клещевого энцефалита: Автореф. докт. дисс. М. 1975. 36 с.

Крючечников В.Н. Иммунитет у членистоногих в связи с проблемами медицинской паразитологии // Развитие паразитологической науки в Туркменистане. Ашхабад. 1979. С. 127-149.

Купер Э. Сравнительная иммунология. Пер. с англ. Мир. 1980. 422 с.

Михайлов Р.С., Гусев А.А., Гусева В.М. Случай выделения сальмонелл из клещей Hyalomma plumbeum (Pans) // Труды научн.-исслед. противочумн. ин-та Кавказа и Закавказья. Ставрополь, 1961. Вып. 4. С. 215-216.

Подборонов В.М., Гроховская И.М., Подборонов А.М. Сравнительное изучение бактерицидного действия организма клещей Omithodoros papillipes // Паразитология. 1978. Т. 12. N 5. С. 400-405.

Подборонов В.М. Изучение биологической активности лизоцимов различного происхождения // Антибиотики. 1982. Т. 31. N 10. С. 770-774.

Подборонов В.М. Защитные механизмы иксодоидных клещей. Дис. доктора наук. 1986. 352 с.

Подборонов В.М. Элиминация сальмонелл из Alveonasus lahorensis активным штаммом Escherichia coli, продуцирующим микроцин и лизоцим // Актуальные вопросы медицинской паразитологии. Санкт-Петербург. 1998. С. 38-39.

Подборонов В.М. Подборонов А.М. Лизоцим и другие антибактериальные факторы паразитических членистоногих и их воздействие на патогенные микроорганизмы. М. 1993. 291 с.

Подборонов В.М., Пчелкина А.А. Экспериментальная смешанная инфекция (клещевой энцефалит и сальмонеллeз) в организме аргасовых клещей // Изв АН Туркм., ССР. Сер. биол. наук. 1987, N 4. С. 64-68.

Подборонов В.М., Буренкива Л.А. Изучение бактерицидной активности организма иксодовых клещей, зараженных и не зараженных вирусом клещевого энцефалита // Природноочаговые инфекции в России: современная эпидемиология, диагностика, тактика защиты населения. Омск. 1998. С. 67-68.

Чиров П.А. Заражение диких птиц возбудителями листериоза и сальмонеллезов // Инфекционные болезни животных и вопросы природной очаговости. Фрунзе. Илим. 1979. С. 61-67.

Чиров П.А. Паразитические членистоногие и позвоночные животные - резервуары возбудителей сальмонеллeза. Фрунзе. Илим. 1984. 197 с.

Чиров П.А., Гребенюк Р.В., Кадышева AM. Роль иксодид в сохранении Salmonella pullorum // Инфекционные болезни животных и вопросы природной очаговости. Фрунзе. Илим. 1979. С. 110-114.

Alekseev А.М., Burenkova L.A., Podboronov V.M., Chunikhin S. Bacteriocidal gualitie of ixodid tick (Acarina: lxodidae) salivary cement pluys and their changes under the influence of a viral tick-borne pathogen // J. Medical Entomology. 1995. V. 32. N 5. P. 578-582.

Anigstein L., Whitney D.M., Micks D.W. Antibacterial activity of a substance present in ticks (lxodidae) of Ticks // Nature. 1950. V. 166. P. 141-145.

Dolp P.M. Biochemical and physiological studies of certain ticks (lxodidae) Quantitative studies of hemocytes // J. Medical Entomology. 1970. V. 7. N 3. P. 277-288.

Duncan J.T. On a bactericidal principle present in the alimentary canal of insects and arachnids // Parasitology. 1926. V. 18. N2. P. 232-252.

Floyd Т.М., Hoogstraal Н. Isolation of Salmonella from Ticks in Egypt // Arner. J. Trop. Med. Hyg. 1956. V. 5. P. 388-389.

Parker R.R., Steinhaus E.A. Salmonella enteritidis Experimental transmission by the Rocky Mountain wood ticks Dermacentur andersoni // Publ. Health. Rep 1943. V. 58. P. 1010-1012.

Podboronov V.M. Role of hemocytes in invertebrate immunity // Invertebrate cell culture: Looking toward the twenty first century: Proceedings of the IX international congress on invertebrate cell culture. June 21-26. 1996. San Francisco. California. USA. 1997. P. 41-44.

Podboronov V.M., Podboronov А.М. Immunity of Ticks // Acarina. 1997. V. 5(1-2). P. 87-89.

Rodhain J., Van Oye E. Sur ie role d'Argas reflexus dans la transmission du paratyphus des pigeons // Acta Biol. Belg. 1941. V.11. H2. P. 216-220.

Комментарии