Обзор: Бактериальные токсины, токсикозы и токсикоинфекции

Морозов К.В., Афонюшкин В.Н.

К наиболее токсигенным микробным контаминантам кормов следует отнести, Staphilococcus aureus, Proteus vulgaris, Bacillus cereus, Pseudomonas auregenosa, возбудителей клостридиальной инфекции, некоторые штаммы E. coli, микроорганизмы рода Salmonella. Безусловно, в кормах может локализоваться значительное число видов микроорганизмов, однако большинство перечисленных видов микроорганизмов широко распространены в окружающей среде, способны размножаться в почве, воде и в то же время обладают различными факторами патогенности и инвазивности позволяющими им паразитировать в различных органах и тканях с/х птиц, животных и человека.

Незначительное внимание уделяется микрофлоре зерна (эпифитной микрофлоре), эпифиты питаются продуктами экзосмоса растений, устойчивы к высоким концентрациям фитонцидов, выдерживают периодические колебания влажности. Численность микррорганизмов невелика и видовой состав довольно постоянен: более 90% составляют гнилостные микроорганизмы, в основном неспороносные (род Pseudomonas). Особенно часто на зерне встречается  Erwinia herbicola, образующая на плотных средах золотисто-желтые колонии. Встречаются также Pseudomonas fluorescens, микрококки, молочно-кислые бактерии, дрожжи. В фазе вегетации эпифитные микроорганизмы полезны для растений т.к. препятствуют проникновению паразитов в ткани растения, однако на хранении зерна их наличие сказывается негативно (Е.З. Теппер, 2004).

При повышенной влажности темпы размножения бактерий нарастают, приводя к самосогреванию. Самосогревание сопровождается сменой микрофлоры, обычно эпифитные микроорганизмы исчезают (например, Erwinia). Появляются термостойкие микрококки (образующие на плотных средах мелкие, белые, плоские колонии) а также плесневые грибы, актиномицеты. Самосогревание свыше 40-50^оС способствует развитию спорообразующих и термофильных бактерий. По мере самосогревания изменяется температурный состав и плесневых грибов: виды Penicillum, преобладающие вначале, заменяются представителями рода Aspergillus.

Таким образом, видовой состав микрофлоры зерна, следует рассматривать как показатель качества его хранения, в частности, отсутствие Erwinia herbicola и Pseudomonas fluorescens следует рассматривать как показатель несвежести зерна (Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева, 2004)

Staphilococcus aureus

Данный представитель рода Staphilococcus отличается исключительной способностью к выживанию в неблагоприятных условиях окружающей среды. Связанно это с тем, что его основным местом обитания являются поверхностные слои почвы, поэтому он умеет противостоять высоким концентрациям солей, воздействию ультрафиолетового излучения, кислотам, антибиотикам. В то же время следует учесть, что патогенность и токсигенность золотистого стафилококка чрезвычайно широко варьирует и обусловлена его способностью к синтезу различных токсинов и иных факторов патогенности.

Данный микроорганизм способен продуцировать энтеротоксины A, B, C, D, E, Н которые способны вызывать понос, рвоту накапливаясь в кормах в больших количествах, и токсин синдрома токсического шока (TSST-1), последний, вместе с токсинами В и С образует группу суперантигенов которые неспецифически стимулируют Т лимфоциты, что приводит к развитию токсического шока, быстрой потерей воды циркулирующей кровью. Эти токсины белковой природы, отличаются высокой устойчивостью к кислотам и щелочам, способны накапливаться в кормах, а при низкой температуре сохраняться до 8 месяцев.

Эндотоксин проявляет свое действие при развитии стафилококковой инфекции и способен вызвать синдром диссеминированной внутрисосудистой свертываемости.

Дермотоксины обладают лецитиназной активностью, которая хорошо видна при культивировании стафилококка на желточно-солевом агаре или среде Бейда-Паркера. Активность этого токсина обусловливает развитие дерматитов.

Гемолизины характеризуются очень высокой биологической активностью, вызывая не только гемолиз эритроцитов но и повреждения других клеток и тканей. Активность альфа-гемолизина сниается в присутствии витамина К, глюкозы и лимонной кислоты, а резистентность к тета-гемолизину в значительной мере обусловлена концентрацией альбуминов, которые способны его связывать.

К факторам патогенности следует отнести способность образования микрокапсулы (защищающей от антител и макрофагов), igG связывающий белок, коауглаза (которые покрывают клетки стафилококка молекулами хозяина, маскируя от иммунокомпетентных клеток), лейкоцидины – токсины разрушающие лейкоциты и способность выдерживать кислую среду, что позволяет не только выживать будучи фагоцитированными, но и благодаря действию суперантигенов и лейкоцидинов, использовать нейтрофилы как питательную среду. Обычно, именно с этим связано наличие гнойников и гнойных инфильтратов при стафилококковых инфекциях.

Bacillus cereus

Bacillus cereus способен вызывать диарейный синдром у животных, птицы и насекомых, по истечении 6-18ч, первично обусловленный несколькими видами токсинов и, впоследствии, размножением данного микроорганизма в кишечнике (Granum, P. E. 1997.). Bacillus cereus продуцирует: гемолизин BL (НBL), негемолитический энтеротоксин (NHE) и энтеротоксин Т (bc-D-ENT). Продукция этого комплекса токсинов вызывает цитотоксический эффект и секрецию жидкости в кишечнике, при постановке биопробы на мышах наблюдается некроз кожы в месте введения и гибель (Granum, P. E. 1997.). Один из основных энтеротоксинов –НBL состоит из 3-х пептидов 1-го связывающего и двух литических. Детекцию этого токсина методом ИФА (Tecra visual immunoassay [VIA]; Bioenterprises Pty. Ltd., Roseville, New South Wales, Australia) используют в качестве критерия токсигенности выделенного штамма (Lund, T., and P. E. Granum. 1996.). С помощью ПЦР на ген НBL было установлено, что от 41 до 49% изолятов Bacillus cereus способны к его синтезу (Y. M.Hsieh, S. J. Sheu, Y. L. Chen, and H. Y. Tsen. 1999.).

 

Proteus vulgaris и Proteus mirabilis

Данные микроорганизмы широко распространены в окружающей среде богатой органическими остатками, и практически постоянно встречаются в кишечнике, на кожных покровах, слизистой половой и респираторной систем животных, человека и птицы. Обладая высокой протеолитической активностью, Proteus vulgaris и Proteus mirabilis  инициируют процессы гниения и минерализации различных органических остатков. В то же время они обладают различными факторами токсигенности и инвазивности и при определенных условиях способны вызывать различные патологии, легких (P. mirabilis), мочеполовой системы, кожи, кишечника (P. vulgaris) и т.д. (Allison C. 1992). Тем не менее, наличие протея в кормах, особенно в рыбной или мясокостной муке, в первую очередь, следует рассматривать с позиции снижения биологической ценности самого корма, а не как источника инфекции или токсинов. Во-первых, большая часть факторов патогенности реализуют свое действие по месту локализации бактериальной клетки, в частности гемолизины (повреждают не только эритроциты, но и эпителий кишечника), гиалуронидаза (разрушает межклеточный компонент соединительной ткани, ее действие наиболее актуально при инфицировании почек), эндотоксин (вызывает лихорадку, ДВС-синдром, шок), либо после попадания этих факторов в кровеносную систему. Во-вторых, P. vulgaris cкорее всего уже присутствует в птичнике, и дополнительное попадание данного микроорганизма с кормом способно вызвать патологию только при значительной обсемененности корма и наличию факторов патогенности. Некоторые исследователи рассматривают наличие P. vulgaris в кишечнике как критерий дисбактериоза, однако другие считают его представителем нормальной микрофлоры (Watts J.R. et al., 1996) тем не менее, сам факт наличия генов патогенности, способность некоторых протеолитических ферментов к специфическому разрушению иммуноглобулинов A и G, а также синтез антибактериальных веществ – протеоцинов свидетельствует о том, что высокая концентрация P. vulgaris в кишечнике является негативным фактором, который способен снизить устойчивость организма к развитию патологий желудочно-кишечного тракта.