Клещи и сальмонеллы

Обзор, посвященный взаимоотношениям клещей и сальмонелл. Показано,что многие факторы направлены на элиминацию клещей, зараженныхсальмонеллами, а также сальмонелл, попавших в клещей с кровьюих прокормителей. С другой стороны, имеются данные, подтверждающиевозможность участия клещей в циркуляции сальмонелл. Вероятно,это связано с L-трансформацией значительной части популяции сальмонеллв организме клещей, поскольку L-формы могут играть весьма существеннуюроль 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 eliminationof ticks, infected by salmonella, as well as salmonella whichgot into ticks with the blood of their warm-blooded hosts. Onthe other hand, there is some data, which proves the possibilityfor ticks to take part in salmonella circulation. Probably thisphenomenon is due to the L-transformation of the main part ofsalmonella population in tick`s organism, because the L-formsmay play quite a significant role in keeping up of the foci ofinfect ion.

Введение

Клещи известны как естественные переносчики и резервуары различныхмикроорганизмов. Многие их них (например, Coxiella burneti, Ehrlichiacanis и др.) способны вызывать заболевания человека и животных.Роль других (например, Rickettsia helvetica) в качестве возможныхвозбудителей болезней теплокровных лишь предполагается. Проблемевзаимоотношений микроорганизмов с кровососущими членистоногимидостаточно много внимания уделяли как отечественные, так и зарубежныеученые. Появление разнообразных современных методик, в том числебиохимических, иммунологических, иммунохимических и морфологических,позволяет с новых позиций взглянуть на характер взаимодействияорганизма клеща и попадающих в него микроорганизмов. Настоящаяработа является обзором литературных и собственных материаловпо взаимоотношениям пастбищных клещей - специфических и неспецифическихпереносчиков многих инфекций и сальмонелл - широко распространеннойгруппой 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 половозрелыхголодных особей разных видов клещей, собранных на территории Дагестана,в 217 пробах от клещей Haemaphysalis plumbeum были выделены Salmonellatyphimurium (Михайлов и др., 1961). На острове Тюлений из самцови голодных нимф Ixodes putus выделены штаммы сальмонелл S. enteritidis(Тимофеева и др., 1972- 1974 по Чирову, 1979). В Карагандинскойобласти из взрослых голодных клещей Dermacentor marginatus выделенысальмонеллы (S. typhimurium, два штамма) (Ким, 1974- Ким и Носова,1979). В Киргизии штамм Salmonella typhimurium выделен из клещейBoophyllus calcaratus, снятых с овцы, S. enteritidis - из нимфD. daghestanicus и из сытой самки Н. punctata (Кадышева, 1979).Более подробно о естественной зараженности иксодовых клещей возбудителямисальмонеллезов на территории России и стран СНГ пишет Чиров (1984).

При обследовании 2000 клещей, собранных в местах обитания насекомыхи птиц в окрестностях Каира (Floyd and Hoogstral, 1956), удалосьобнаружить 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 клещейOrnithodoros erraticus. Возможность птиц быть носителями и резервуаромсальмонелл показана в эксперименте (Чиров, 1979).

В целом работ по естественной зараженности клещей сальмонелламимало и их недостаточно, чтобы определить роль определенных видовклещей в качестве переносчика сальмонелл. Необходимы дополнительныеэксперименты, в которых заражение клещей осуществляют естественнымпутем (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 Dermacentorandersoni способны сохранять и передавать S. enteritidis восприимчивомуживотному через 35 дней после инфицирующего кровососания. Экспериментальноудалось доказать, что клещи Н. punctata не только воспринимаюти сохраняют S. pullorum в своeм организме в течение года, но ипередают трансфазово (Чиров и др., 1979). Экспериментально установленаспособность клещей D. marginatus и D. pictus воспринимать и сохранятьдо 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. gallinarumлокализуются только в пищеварительном канале и сохраняются в течение8 месяцев (срок наблюдения) без снижения вирулентных свойств (Стефановаи др., 1975 по Чирову, 1979). В других экспериментах (Глухов,1974- Глухов, Новиков, 1974) сроки сохранения сальмонелл в клещахA. persicus еще дольше (647 дней S. typhimurium и 580 дней S.gallinarum). Иксодовые клещи Н. punctata, D. marginatus и D. daghestanicusспособны 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 восприниматьи сохранять сальмонелл, а также заражать восприимчивых животныхи передавать сальмонелл по ходу метаморфоза (трансфазово и трансовариально).

Влияние сальмонелл на организм клещей

Еще в 1941 г. Rodhain и Van Оуе установили гибель клещей Argasreflexus, зараженных бактериями S. typhimurnim. Ими были описаныпатологические нарушения целостности стенки кишечника при миграциисальмонелл в полость тела клеща. Они, а позднее Кондрашова (1975),описывают деструкцию и отторжение эпителиальных клеток кишечникаклещей. 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. pullorumв клещах D. marginatus, H. punctata, D. daghestanicus оказывалона них патогенное воздействие, в результате которого погибало30-90% клещей (Чиров, 1984). Parker и Steinhaus (1943) отмечалигибель клещей D. andersoni от воздействия на них S. enteritidis.

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

Бактерицидные свойства организма клещей

Видео: Загадочная и зверская битва муравьев с клещами

а) Лизоцим клещей и его действие на сальмонеллы. Организм клещапредставляет собой сложную систему с присущими только ей особенностямиобмена веществ. В организме кровососущих клещей образуются биологическиактивные вещества (ферменты, гормоны и т.д.), влияющие на рости развитие микроорганизмов, попадающих в клеща в процессе кровососания.О наличии в организме клещей бактерицидного фактора неустановленнойприроды сообщали Anigstein и др. (1950), описавшие бактерицидноедействие, которым обладают гомогенаты некоторых клещей (A. americanum,A. cajenense, R. sanguineus, O. turicata, A. persicus) в отношениитаких 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 фактораизучен мало, нам предстояло, во-первых, определить, обладают лиантибактериальной активностью гемолимфа и коаксальная жидкость,гонады и мальпигиевы сосуды, во-вторых, попытаться подтвердитьданные Duncan (1926) об антибактериальном эффекте содержимогокишечника клещей, распространенных в различных регионах нашейстраны.

Выявлено слабое антибактериальное действие содержимого кишечника,гемолимфы, гомогенатов органов и тканей клещей О. papillipes вотношении штамма S. typhimurium (Подборонов и др., 1978). Бактерицидныйфактор, обнаруженный нами в содержимом различных органов клещей,имеет белковую природу и относится к лизоцимам. Далее нами выявленыразличия в чувствительности сальмонелл к действию лизоцимов, выделенныхот разных видов клещей. Так, для сальмонелл минимальная задерживающаяконцентрация 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 вышеяичного и в 2-8 раз выше лизоцима клещей H. asiaticum.

В наших последних работах доказано наличие бактерицидных веществв жидкой слюне и цементной пробке иксодовых клещей, что объясняетбактерицидный эффект слюны, цементного конуса и других органовклещей (Alekseev et al., 1995- Подборонов, Буренкова, 1998).

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

б) Роль гемоцитов в фагоцитозе сальмонелл. До настоящего времениу членистоногих не обнаружены специфические клеточные структуры,которые могли бы выполнить функцию продуцентов специфических антител.Важную роль в сохранении, размножении и диссеминации возбудителейболезней человека и животных в организме членистоногих играютгемоциты. Для выяснения роли клеточных элементов клещей в проявленииантибактериального действия нами была поставлена серия опытов.Выполнение этих исследований могло быть осуществлено только приналичии данных о количественных и морфологических характеристикахклеточных элементов клеща. Мы опирались на сведения, опубликованныев работах Dolp (1970), Крючечникова (1979) и Купера (1980). Также,как и перечисленные авторы, мы наблюдали у незараженных особейО. papillipes: прогемоциты, ранние и зрелые плазматоциты и сферулярныеклетки, количество которых у здоровых клещей было принято за контрольныепоказатели. Отклонение от соответствующих величин при инфицированииклеща в гемолимфу рассматривалось нами в качестве защитных реакцийна введение бактерий. Введение сальмонелл в полость тела клещейО. papillipes вызывало бурную реакцию образования гемоцитов. Обэтом можно судить по неуклонному росту числа прогемоцитов (в 3раза), которое начинало увеличиваться через 6 часов, и параллельномуросту числа плазматоцитов, фагоцитирующих этих микробов. С увеличениемчисла клеток в гемолимфе у зараженных бактериями клещей обнаруженыклетки с фагоцитированными сальмонеллами. Фагоцитами, по нашимданным, являются плазматоциты. Фагоцитирование микробов плазматоцитамимы наблюдали уже через 2 часа после введения возбудителя в гемолимфуклеща, и этот процесс продолжался в течение 5 суток (Podboronov,1997).

Механизм фагоцитоза штамма S. typhimurium можно интерпретироватькак смещение цитоплазмы плазматоцита в места локализации бактерий,воздействие факторов клетки на микроорганизмы, ведущие к их деструкции,т.е. резкому разбуханию, изменению формы, просветлению бактериальнойструктуры с дальнейшим полным лизированием возбудителя. Процессфагоцитоза не ограничивается тольколизированием бактерий в цитоплазмеклетки. Он вызывает изменения в самой фагоцитирующей клетке, чтовыражается в ослаблении окраски стромы в цитоплазме, измененииразмеров и форм вакуолей и ядра. В гемолимфе клещей Alveonasuslahorensis, О. papillipes, H. asiaticum не было обнаружено специфическихантител 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 макрофагальныеклетки к зрелым плазматоцитам.

Изменчивость сальмонелл под влиянием организма клещей

По данным Чирова (1984), субкультуры S. pullorum, выделенныечерез год после заражения из нимф Н. punctata, изменяли серологическиеи биохимические свойства. При определении серологических свойстввыросшие колонии S. pullorum (бактерии сохраняли признак неподвижности,слабо реагировали с рецептором 9 О-антигенов), слабо стали агглютинироватьс рецептором "др" Н-антигена, свойственным серотипу S. dablin.Из биохимических признаков субкультуры, в отличие от исходныхсвойств, приобрели способность расщеплять без образования кислотыгалактозу и арабинозу и вырабатывать газ в среде с лактозой. Отмеченоизменение серологических, биохимических, морфологических и вирулентныхсвойств у выделенных субкультур S. typhimurium из голодных и напитавшихсянимф D. daghestanicus.

Нами были более подробно изучены процессы L-трансформации сальмонелли реверсии L-форм в организме аргасовых и иксодовых клещей. Возможностьобразования L-форм бактерий в организме экспериментальных животныхи человека в настоящее время следует рассматривать как общепризнанныйфакт. К числу мощных L-трансформирующих факторов относятся пенициллини другие антибиотики, действующие на клеточную стенку бактерий.В качестве факторов L-трансформации в организме могут выступатьаминокислоты (аргинин, глицин, лейцин и др.), ферменты (в первуюочередь лизоцим), специфические иммуноглобулины и комплемент.

В наших экспериментальных исследованиях (Подборонов В.М., 1986,Подборонов В.М., Подборонов А.М., 1993) мы предприняли попыткувыяснить в опытах чувствительность сальмонелл к L-трансформирующемудействию лизоцима. Для изучения L- трансформации бактерий в организмеклещей и выявления особенностей взаимодействия стабильных L-формсальмонелл с организмом клеща проведены исследования на О. moubata.При инфицировании клещей использовались как L-формы, так и бактериальныекультуры S. typhimurium. При заражении клещей стабильными L-формамисальмонелл 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 выделитьне удалось.

В экспериментах по заражению клещей бактериальными культурамисальмонелл на 7 - 10 сутки наблюдения, наряду с колониями обычногобактериального типа, появились более нежные мелкие суховатые колонии,в составе которых было много характерных для начальных этаповL-трансформации форм - гигантских раздутых палочек, отдельныхмелких сферопластов и зерен. Колонии, состоящие из подобных форм,вырастали на средах для выделения бактерий и роста L-форм безантибиотиков. Вдальнейшем изменения такого рода становились болеевыраженными. При фазово-контрастном микроскопировании колоний,выделенных на 19 и 20 дни после инфицированияклещей, обнаруженызначительные количественные и качественные изменения популяции,связанные с увеличением количества измененных форм и большим приближениемособенностей их структурной организации к L-формам (появлениекрупных сферопластов и вакуолизированных форм). Такого рода культурыможно было выделить в дальнейшем на всем протяжении эксперимента.Новые качественные сдвигиимелиместо к35дню после заражения, когдаот большинства клещей удавалось выделить, наряду с описаннымивыше формами, отдельные колонии, по своей микроструктуре полностьюпредставленные типичными L-формами. При пассировании выделенныхкультур нестабильных L-форм на обычных питательных средах ужена 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 свидетельствуюто многообразии реакций культур изученных видов бактерий при взаимодействиис организмом клеща. В этих условиях возможно, с одной стороны,развитие процесса стимуляции явлений L-трансформации, появлениеотдельных микроструктурных элементов, характерных для начальныхэтапов L-трансформации и даже для более поздних этапов, стабильныхформ, попавших в организм клеща- с другой стороны, отмечено проявлениепроцесса их достаточно быстрой реверсии в исходные бактериальныеформы.

Результаты всех приведенных выше исследований убедительно подтверждаютто положение, что в организме животных, перенесших острый инфекционныйпроцесс, происходит L-трансформация значительной части популяциивозбудителя, которая наряду с бактериальными формами, а нередкои самостоятельно, может играть весьма существенную роль в поддержанииочага инфекций.

Смешанные инфекции в клещах

В природе существуют сочетанные очаги болезней различнойприроды.

Видео: Орнифарм Сальмонеллёз у голубей. Теория

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

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

В опытах при смешанном заражении двумя бактериальными инфекциямибыло установлено, что клещи Alveonasus lahorensis воспринималисальмонеллы и кишечные палочки. Сальмонеллы при смешанном заражениис кишечной палочкой, продуцирующей микроцин и лизоцим, погибаличерез 24-48 часов, а в организме клещей Н. asiaticum - через 10суток. Гибель бактерий зависела от свойств бактериального Штамма,защитных механизмов организма клещей (антибактериального воздействиялизоцима, клеточных элементов и др.) и от взаимовлияния разныхбактерий во внутренней среде переносчика (Подборонов, 1998).

Заключение

Детальное изучение существования сальмонелл в организме клещейсвидетельствует о наличии многих факторов, способствующих элиминацииклещей, зараженных сальмонеллами, а также бактерий, попавших вчленистоногих с кровью их прокормителей. С другой стороны, наличиеестественного носительства сальмонелл у клещей, собранных в природныхочагах, экспериментальные данные о способности клещей воспринимать,сохранять и передавать сальмонелл свидетельствуют о возможностиучастия клещей в циркуляции возбудителей сальмонеллезов. Не исключено,что это связано с доказанным нами фактом L-трансформации значительнойчасти популяции возбудителя. L-формы вместе с неизмененными бактериями,а нередко и самостоятельно, могут играть весьма существенную рольв 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 сальмонеллв природе // Труды Ставропольского сельхоз. ин-та. Ставрополь.1974. Т. 37. N 5. С. 90-91.

Кадышева А.М. О природной очаговости сальмонеллезов в Иссык-Кульскойкотловине Киргизии // Тез. докл. Х Всес. конф. по природной очаговостиболезней. 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 встепной 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 Salmonellatyphimurium с иксодовыми клещами // Журнал микробиологии, эпидемиологиии 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 проблемамимедицинской паразитологии // Развитие паразитологической наукив Туркменистане. Ашхабад. 1979. С. 127-149.

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

Михайлов Р.С., Гусев А.А., Гусева В.М. Случай выделения сальмонеллиз 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. Сравнительноеизучение бактерицидного действия организма клещей Omithodorospapillipes // Паразитология. 1978. Т. 12. N 5. С. 400-405.

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

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

Подборонов В.М. Элиминация сальмонелл из Alveonasus lahorensisактивным 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 антибактериальныефакторы паразитических членистоногих и их воздействие на патогенныемикроорганизмы. 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 активностиорганизма иксодовых клещей, зараженных и не зараженных вирусомклещевого энцефалита // Природноочаговые инфекции в России: современнаяэпидемиология, 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. 197с.

Чиров П.А., Гребенюк Р.В., Кадышева AM. Роль иксодид в сохраненииSalmonella pullorum // Инфекционные болезни животных и вопросыприродной 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) salivarycement pluys and their changes under the influence of a viraltick-borne pathogen // J. Medical Entomology. 1995. V. 32. N 5.P. 578-582.

Anigstein L., Whitney D.M., Micks D.W. Antibacterial activityof 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 alimentarycanal of insects and arachnids // Parasitology. 1926. V. 18. N2.P. 232-252.

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

Parker R.R., Steinhaus E.A. Salmonella enteritidis Experimentaltransmission 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 cellculture. 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 transmissiondu paratyphus des pigeons // Acta Biol. Belg. 1941. V.11. H2.P. 216-220.