Сибирская язва. 5

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

 

 

 

 

Институт  ветеринарной экспертизы, санитарии  и экологии

 

 

Курсовая работа

на тему: «Сибирская язва»

дисциплина «Эпизоотология и инфекционные болезни животных»

 

 

 

Проверил:

к.б.н. Зверев Дмитрий Сергеевич

Выполнил:

Студент IV курса 1 группы 2 подгруппы

(4 группа)

    Специальности 111201 Ветеринария

Сомова Варвара Алексеевна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

 

Содержание :

 

 Введение…………………………………………………………....3

1.Определение болезни……………………………………………...4

2. История открытия возбудителя………………………………….6

3. Классификация……………………………………………………10

4. Свойства

4.1 Морфология возбудителя………………………………..11

4.2 Антигенные и токсические свойства……………………14

4.3 Химический состав………………………………………..24

4.4 Ферментативные свойства……………………………......25

4.5 Устойчивость………………………………………………25

4.6 Факторы патогенности……………………………………26

5. Методы лабораторного диагноза………………………….........36

6. Иммунитет и средства  профилактики и лечения……………….43

 Заключение…………………………………………………………………52

Список используемой  литературы……………………………………….53

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Сибирская язва (Anthrax) - зооантропоноз. К ней восприимчивы животные многих видов, особенно травоядные, и человек. Инфекционный процесс протекает  преимущественно остро с явлениями  септицемии или с образованием различной  величины карбункулов. Болезнь регистрируют в виде спорадических случаев, возможны энзоотии и даже эпизоотии. Название болезни «сибирская язва» предложил  в 1789 г. С.С. Андриевский, который изучал ее на Урале и в Сибири. Возбудитель - Bacillus anthraxis, аэроб, факультативный анаэроб, представляет собой грамположительную неподвижную довольно крупную палочку длиной 6-10 мкм и шириной 1-2 мкм; окрашивается по Граму. [2]

Микроскопически бацилла  сибирской язвы обнаружена Поллен-дером  в 1849 г. Французские исследователи Давен и Рейс (1850), а в России профессор Дерптского ветеринарного училища Брауэлл (1857) отметили также в крови больных и погибших от сибирской язвы овец наличие нитевидных неподвижных и неветвящихся телец.[1] Брауэль одним из первых выявил бациллы в крови человека, умершего от сибирской язвы, и экспериментально воспроизвел типичное заболевание у животных при заражении их кровью, содержащей микроскопически видимые палочки. Однако значение этих палочек оставалось невыясненным до 1863 г., когда Давен окончательно установил роль этих образований в качестве патогенных возбудителей сибирской язвы.[2]

Чистые культуры бациллы  антракса выделил в 1876 г. вначале Р. Кох, а затем Л. Пастер; независимо один от другого они при помощи этих культур воспроизвели болезнь у животных.

В России первую культуру сибиреязвенного  микроба получил В.К. Высокович в 1882 г. 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОЛЕЗНИ

Сибирская язва(синонимы: злокачественный карбункул; anthrax - англ.; Milzbrand - нем.; charbon, anthrax carbon - франц.) - острая инфекционная болезнь, зоонозного происхождения из группы инфекций наружных покровов. Введена в группу особо опасных инфекций. Название микроба берет свое название от греческого "anthracis" - уголь, что объясняется образованием при инфекции на коже схожих по цвету язв.[16] Сибирская язва широко распространена во многих странах Азии, Африки и Южной Америки. Есть ее очаги и на территории России — в скотомогильниках в Ставропольском крае, Белгородской, Воронежской, Курской, Самарской, Кировской, Ростовской, Курганской и других областях. Эта инфекция относится к зоонозам — то есть человек заболевает от самого зараженного животного или от его шкуры и шерсти. В начале века заболеваемость сибирской язвой в России носила массовый характер. В период с 1901 по 1910 годы эта тяжелая инфекция ежегодно поражала более 16 тысяч человек. В настоящее время заболеваемость носит спорадический характер с отдельными групповыми вспышками. Но ветеринарная и санитарно-эпидемиологическая службы оценивают эпизоотологическую и эпидемиологическую ситуацию по сибирской язве как напряженную. Ежегодно заболевания людей регистрируются в 11-13 административных регионах, групповые заболевания в 1993-95 гг. отмечены в Кабардино-Балкарской и Дагестанской республиках, Астраханской, Тамбовской, Воронежской областях. Среди заболевших людей были смертельные исходы. По-прежнему большая часть пострадавших являлась сельскими жителями Доля взрослых в общей структуре заболевших составила 94%. Следует отметить, что практически все они носят профессиональный характер, то есть страдают люди, работающие с животными.[17]

Болезнь протекает сверхостро (у овец), остро, подостро и ангинозно (у свиней). Характеризующаяся интоксикацией, развитием серозно-геморрагического воспаления кожи, лимфатических узлов  и внутренних органов протекающая  в кожной или септической форм (так же у животных встречается  кишечная и легочная форма). Заболевают С. язвой прежде всего лошади, крупный рогатый скот, овцы, козы, а затем верблюды, отчасти свиньи, а кошки и собаки в исключительных случаях; наблюдается данная болезнь и среди диких травоядных животных: оленей, ланей, диких коз, при этом она довольно легко распространяется, превращаясь в настоящую эпизоотию. Имеются сообщения о заболевании С. язвой льва, тигра, пантеры, гепарда, ягуара, бурого медведя, пумы, куницы, хорька и других хищников. Район распространения С. язвы — все части земного шара, при этом в некоторых местностях она наблюдается отдельными фокусами, нанося незначительный вред, в других, наоборот, в виде эпизоотии, являясь настоящим бичом местного животноводства. [13]

 

 

2. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ВОЗБУДИТЕЛЯ

История сибирской язвы уходит корнями в глубокую древность. Описание симптомов этого заболевания встречается в трудах великих эскулапов античности Гиппократа и Галена, которые называли её «антракезой» (от греч. anthrax - «уголь», из-за образующегося чёрного струпа, напоминающего его внешним видом). Арабские врачи именовали эту грозную болезнь «персидским огнём». Однако, несмотря на столь богатую историю, даже в XVII в. это заболевание всё ещё оставалось загадочным и таинственным, хотя к тому времени его наблюдали многие европейские и отечественные учёные (Леро, Рамадзини, Фурнье и др.) Так, русский врач А. Эшке, работавший на Алтае в 1758 г., сообщил, что болезнь поражает и животных, и человека. А в 1762 г. Н. Кожевщиков описал кожную форму болезни у человека. Первое же достоверное описание этой болезни у человека сделал в 1766 г. французский врач С.-Ф. Моран в своём докладе Академии наук в Париже. При этом все европейские врачи отрицали её заразность, а клинические проявления заболевания считали последствием укуса неизвестного насекомого, получившего название «Адская фурия». Даже к концу XVIII столетия не была ещё установлена идентичность заболевания у людей и животных, то есть не было твёрдой уверенности, что опасная для жизни животных и человека инфекция - одна и та же. А без этого, естественно, невозможно было разработать эффективные меры лечения и профилактики. Заразную и зоонозную (передающуюся человеку от больных животных) природу этой болезни убедительно доказал русский врач С. С. Андреевский (1760 — 1818).[2] Кроме того, Андреевский представил подробное описание клинической картины болезни с собственноручными рисунками, «представляющими вид, величину, внутреннее строение и начало опухолей, людей и скот поражающих».

Но и после этого  С. Андреевский не прекратил своих  изысканий и остался в очаге  эпидемии ещё на год. В своём втором докладе в Медицинскую коллегию, представленном в 1789 г., он писал: «Входя в беспристрастное исследование всех сделанных мною опытов и примечаний, я не мог ещё оставаться вовсе  удовлетворённым в моих желаниях. И хотя причины, начало, происхождение  и следствия оной болезни, казалось, учинились мне достаточными к  познанию её, но я не переставал считать  их ещё не доведёнными до надлежащего  совершенства, ещё оставляющими за собою следы некоторого сомнения, следовательно, и не заслуживающими прямого внимания учёного общества. Нужен был для того опыт достоверный, ощутительный и никому уже сомнению не подверженный». И 18 июля 1788 г. он решился  на рискованный эксперимент: в этот день в Челябинске в присутствии  своего помощника В. Жуковского, городничего  Швейгофера и судьи Оловянникова Степан Семёнович Андреевский в  научных целях заразил себя «материей», взятой из язвы больного. Это был  первый из известных в истории  отечественной и мировой медицины случаев преднамеренного самозаражения  врача тяжёлым заболеванием с  целью его изучения. С. Андреевский  тяжело заболел и в процессе болезни  делал ежедневные записи о своём  состоянии. Но затем оно резко  ухудшилось, и не о каких личных наблюдениях не могло идти речи. «Расстройство и помешательство мыслей... с превеликим страданием, - писал он с сожалением впоследствии, - воспрепятствовали мне сохранить  в памяти тогдашнее моё состояние  во всём существе его». Исключительный по своей самоотверженности эксперимент  С. С. Андреевского полностью опроверг существующее до того мнение о происхождении  болезни от укусов насекомых и  выявил возможность передачи её от животных к другим животным и к  людям. Кроме того, именно С. Андреевский  впервые подробно описал клиническую  картину сибирской язвы, определил  её формы с поражением внутренних органов без кожных проявлений и  разработал меры профилактики, направленные против её распространения, кстати, сохранившие  своё значение до нашего времени. В 1796 г. Медицинской коллегией была издана книга С.С. Андреевского «Краткое описание сибирской язвы, содержащее предохранительные  и врачевательные средства, в пользу простого народа», которая через  Сенат была разослана во все губернии Российской империи для руководства  в борьбе с этой коварной болезнью.[13]

В 1876 г. выдающимся немецким бактериологом Р. Кохом был открыт и выделен в чистой культуре возбудитель  сибирской язвы. В то время эта  болезнь охватила почти всю Европу. Кровь погибшей от сибирской язвы овцы оказалась на предметном стекле микроскопа Коха. И после проведённых  исследований, потребовавших самоотверженности  и полной самоотдачи, он обнаружил  бактерии, вызывающие болезнь, определил  механизм их воспроизводства и коварный способ их самоконсервации, позволяющий  им возрождаться практически из небытия. Открытие Р. Коха наконец-то объяснило  пути распространения этой опасной  болезни. Но, несмотря на все успехи медицины, даже в начале ХХ в. заболеваемость сибирской язвой носила массовый характер. Так в период с 1901 по 1910 г. в России эта болезнь ежегодно поражала более 16 тыс. человек и почти 75 тыс. сельскохозяйственных животных. При этом смертность от сибирской язвы достигала тогда почти 90%. Чаще всего (95%) наблюдается кожная форма сибирской язвы, протекающая относительно легко и характеризующаяся местными изменениями в области ворот инфекции. Если же бациллы проникают в лёгкие (лёгочная форма) или кишечник (кишечная форма), то заболевание протекает крайне тяжело и исход его, как правило, неблагоприятен: даже при современных методах лечения смерть наступает в считанные дни.

Эта затаившаяся в земле  болезнь, к великому сожалению, будет  всегда сопутствовать человеку. И  даже сейчас ежегодно в мире регистрируются от 2000 до 20000 случаев заболевания  сибирской язвой. География распространения  этого заболевания весьма обширна - от Индии до Европы, более чем 40 государств мира отмечены посещением этой незваной гостьи. Одна из причин возвращения  и активизации сибирской язвы заключается в том, что её возбудитель  относится к разряду «долгожителей». Споры сибиреязвенных бацилл могут  пролежать в почве или во льду хоть тысячу лет и прекрасно себя при этом чувствовать. В этой связи  значительную эпидемическую опасность  представляют скотомогильники, особенно, если трупы животных, павших от сибирской  язвы, были зарыты без надлежащих предосторожностей. Даже незначительные отклонения от предусмотренных  правил захоронения жертв болезни  могут обернуться очередной вспышкой, что подтверждается целым рядом  случаев. Так в 1982 г. в одном из колхозов Пермской области внезапно заболела сибирской язвой корова. Вначале было непонятно, откуда же взялась  эта болезнь и где искать её источник, так как случаев заболевания  сибирской язвой в тех местах не помнили даже старожилы. Но как  потом выяснилось, летом на берегу реки Шаква группа студентов-археологов обнаружила древнее поселение. В  ходе раскопок появилось предположение, что примерно в VII в. здесь свирепствовала какая-то болезнь, от которой погибли  немало людей и животных. Оставшиеся в живых жители поселения сожгли свои дома и покинули эти места. Около  раскопов постоянно паслось колхозное  стадо, а в пробах грунта, взятых там микробиологами, оказались споры  сибирской язвы, которые почти  тринадцать столетий спокойно дремали  в глубинах земли.[17]

 

3.КЛАССИФИКАЦИЯ

В настоящее время род Bacillus представлен 60 видами бацилл, близких  по гено-фенотипическим свойствам. Наряду с типичными представителями  вида, существует множество атипичных  форм, отличающихся по фено-типическим и генетическим признакам .По современной  классификации по Берджи (1986) возбудитель сибирской язвы относится к группе зоонозных болезней, свойственных преимущественно животным, но передающихся в соответственных условиях и человеку.

Царство:   Бактерии

Тип:              Firmicutes

Класс:             Bacilli

Порядок:   Bacillales

Семейство:  Bacillaceae

Род:            Bacillus

Вид:              Bacillus anthracis

Род Bacillus объединяет 48 видов аэробных или факультативно-аэробных бацилл, которые разделены на две группы: в первую включено 22 вида, во вторую - 26 видов. При этом, в настоящее  время генетическими методами чётко доказана уникальность Bacillus anthracis и её отличие от сапрофитов - B. cereus, B. mycoides, B. Thuringiensis.[16]

 

 

 

4. СВОЙСТВА

4.1. Антигенные и токсические  свойства

В состав антигенов бациллы  антракса входят неиммуногенный соматический полисахаридный комплекс и капсульный глутаминполипептид. Полисахаридный антиген не создает иммунитета у животных и не определяет агрессивных функций бациллы, его всегда обнаруживают как у вирулентных, так и авирулентных штаммов. В связи с тем, что полисахарид тесно связан с телом бактериальной клетки, он получил название соматического антигена. Сибиреязвенный соматический антиген очень часто обозначается буквой С, капсульный полипептид -- буквой Р. Капсульный антиген бациллы антракса представлен сложным полипептидом d-глутаминовой кислоты и рассматривается как группоспецифическое вещество, так как он дает перекрестные серологические реакции с полипептидом B.subtilis, B.cеrcus и B.megaterium. Активными антигенами также являются все три компонента сибиреязвенного экзотоксина.[14]

При изучении структурно-функциональной организации возбудителя установлено, что  S-слой бациллы содержит два поверхностных белка и выполняет различные функции, включая сохранение формы клетки, и является одним из факторов вирулентности. Капсула содержит полисахаридный соматический и белковый компоненты (антигены). Полисахаридный антиген термостабильный, долго сохраняется в трупах и шкурах павших от сибирской язвы животных, ответственен за реакцию преципитации со специфическими сыворотками. При размножении Bacillus anthracis продукцирует экзотоксин, который также определяет вирулентные и антигенные свойства возбудителя. В результате очистки и определения функциональных свойств компонентов экзотоксина было установлено наличие в нём трёх белков - протективного антигена (РА, фактор  II), летального (LF, фактор III) и отёчного (EF, фактор I). Было установлено, ни один, в отдельно взятых указанных белков не вызывал токсического эффекта, тогда как сочетанное введение РА+LF или РА+ EF приводило к отёку и гибели животных. Инвазивные свойства микроба обусловлены капсульным полипептидом d-глутаминовой кислоты и экзоферментами. [1]

Для того чтобы штамм B.anthracis был достаточно вирулентным, он должен продуцировать оба токсина (летальный  и отечный) и обладать способностью к образованию капсулы. Такие  штаммы имеют в своем составе  две плазмиды патогенности:

pXO1 - кодирует синтез токсинов;

pXO2 - отвечает за образование антифагоцитарной капсулы, позволяющей возбудителю избежать воздействия иммунной системы.

Выработка этих факторов патогенности зависит от ряда условий: концентрации в окружающей среде гидрокарбонатов, определенного температурного режима и др. Как указывалось, B.anthracis вырабатывает три термолабильных белка:

-протективный антиген;

-летальный фактор;

-отечный фактор.

Последние 2 белка попарно  соединяются с протективным антигеном  и образуют 2 экзотоксина, известных  как летальный и отечный токсины. Отечный токсин состоит из отечного фактора и протективного антигена. Летальный токсин, в свою очередь, также состоит из двух компонентов - летального фактора и протективного  антигена. Протективный антиген, выполняя роль молекулы-переносчика, является необходимым  компонентом при реализации токсических  эффектов, обусловленных обоими токсинами.[11]

Основная функция протективного  антигена - формирование в мембране клетки каналов. Через них внутрь проникают остальные компоненты токсина - отечный и летальный  факторы. На первом этапе протективный антиген связывается со специфическими рецепторами на поверхности мембраны клеток млекопитающих - главным образом  макрофагов. Они называются ATX-рецепторами (anthrax toxin receptor) и относятся к мембранным белкам I типа. После закрепления  на мембране клетки-мишени под действием  мембранной протеазы происходит олигомеризация протективного антигена с образованием гептамера, который последовательно  связывается с отечным или  летальным фактором. Образовавшийся комплекс проникает в цитоплазму клетки посредством рецепторопосредованного эндоцитоза [4].

В настоящее время с  помощью генно-инженерных методов  получен дефектный протективный антиген. Введение экспериментальным  животным такого антигена предотвращает  развитие болезни из-за нарушения  встраивания собственного протективного  антигена B.anthracis в мембрану клетки-мишени.

Летальный токсин - основной фактор патогенности B.anthracis - является одной из ведущих причин смерти инфицированных животных. Внутривенное введение его  крысам в эксперименте приводит к  гибели животных менее чем через 38 минут. Обладая выраженной протеолитической активностью, летальный токсин в  сочетании с отечным индуцирует лизис макрофагов, вызывает отек и  ингибирует рост клеток в культуре тканей. После связывания с рецепторами на поверхности макрофагов летальный токсин индуцирует поглощение клеткой кальция и нарушает внутриклеточный синтез макромолекул. Воздействуя на протеинфосфатазы, летальный токсин вызывает апоптоз и некроз клеток, что в конечном итоге приводит к быстрому, в течение 2 часов, лизису макрофагов.

Летальный фактор является цинкзависимой протеазой, имеет  сложную химическую структуру и  состоит из 4 доменов, каждый из которых  выполняет специфическую функцию. Отечный фактор представляет собой кальций- и кальмодулинзависимую аденилатциклазу, при участии которой синтезируется цАМФ в цитоплазме эукариотических клеток. Компоненты токсинов B.anthracis обладают способностью блокировать фагоцитоз опсонизированных бактерий. Наряду с подавлением фагоцитоза оба токсина в комбинации ингибируют кислородозависимые бактерицидные системы полиморфно-ядерных лейкоцитов (нейтрофилов).[4]

Эффекты летального токсина  реализуются через активацию  ряда цитокинов, в том числе интерлейкина-1 и фактора некроза опухоли, выделяемых из поврежденных макрофагов и приводящих к нарушению свертывающей системы  крови, а также способствующих развитию септического шока и распространенного  отека тканей. Применение антагонистов рецепторов интерлейкина-1 позволяет частично блокировать эффекты летального токсина. Антагонистической активностью в отношении летального токсина обладают и некоторые другие препараты, такие, как каптоприл и хлорохин, а также синтетические белковые структуры, например Bcl-XL-протеин. Более того, в недавних экспериментах на мышах был обнаружен ген Ltxs1, кодирующий синтез особого белка (kinesin-like motor protein), ответственного за устойчивость макрофагов к летальному фактору B.anthracis.[12]

4.2. Морфология возбудителя

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. 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.[7] 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 бациллах обнаружены ДНК и РНК, первая содержится в нуклеоиде, вторая - в цитоплазме.[12] 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. 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.[10]

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-оксимасляной кислоты.[8] 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).

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). В зоне нуклеоида наблюдают большое скопление осмофильных масс. В некоторых участках клеток обнаруживают внутрицитоплазматические каналы, отличающиеся по морфологии от мембранных структур обычного типа у микробов этого вида. Они прямые, короткие. Каналы проходят через клеточную стенку и сообщаются с окружающей средой. Обнаруживают единичные клетки с лизированным протопластом, но хорошо сохранившимися мембранными структурами. У этих клеток часто находят участки разрушенной клеточной стенки. В данной фазе бациллы секретируют токсин. Из бациллярной клетки он может транспортироваться тремя путями: токсин выходит через специальные каналы, через неразрушенную, но измененную клеточную стенку и через участки лизированной клеточной стенки. В плазме бацилл имеются включения компактных осмиофильных частичек. За пределами микроба они располагаются в менее оптически плотном веществе, тоже выделяемом бациллами. По мере удаления от бацилл частички становятся крупнее и между ними увеличивается расстояние. Описанное строение бацилл характерно для вакцинных и вирулентных штаммов сибирской язвы. [6]

Образование капсул. Бациллы в организме животного и при культивировании на питательных средах с большим содержанием нативного белка образуют капсулу. В присутствии кислорода воздуха она не формируется. Капсула -- это наружный слизистый слой бациллы, ее рассматривают как слой эктоплазмы. На ультрасрезах она заметна в виде компактного толстого слоя, тесно примыкающего к стенке вегетативной клетки. Капсула имеет несколько слоев. Внутренняя часть ее образована кислыми мукополисахаридами, средняя -- белково-полисахаридным комплексами, наружная -- мукопептидами и полипептидами. В наружных слоях капсулы и в оболочке клетки мукопептиды отличаются по своим свойствам. Капсула, состоящая из 98% воды, обладает защитным осмотическим действием против притока большого количества воды в бациллу и предохраняет ее от обезвоживания, а также от различных воздействий среды, в том числе и от иммунных механизмов организма. Капсула препятствует фагоцитозу Вас. anthracis и способствует, по мнению Н.Н. Гинсбурга (1960), фиксации их к клеткам макроорганизма. Полагают, что она определяет степень вирулентности бацилл. Бескапсульные сибиреязвенные бациллы лишены этих свойств. Капсула образуется как в жидких, так и на плотных сывороточных питательных средах. При росте на среде Гладстона и Филдса капсула начинает выявляться у некоторых бацилл через 3 ч инкубации (Машков и Бодиско, 1968), а к 14--10 ч она имеется почти у всех. Затем возникает диффузия капсульного вещества с поверхности клеток в окружающую среду. Хорошо образуются капсулы и при росте бацилл в сыворотке крови лошади по Шеферу, на сывороточном агаре, особенно при избытке С02, а также при выращивании в белковых средах, применяемых для получения протективного антигена. В данном случае образование капсулы начинается через 2'/2 ч роста и этот процесс бывает хорошо выражен у шестичасовой культуры; капсулы обнаруживают и у клеток через 24 ч роста. Элективным субстратом для биосинтеза капсул является белковая среда ГКИ. Капсулообразованию, кроме нативного белка, способствуют щелочная среда и наличие С02. Eastin, Thorne (1973) установили влияние С02 на активность некоторых митохондриальных энзимов бацилл. Вирулентные бациллы при образовании капсульного полипептида нуждаются в более высокой концентрации С02.[5]

Для синтеза важнейшего фактора вирулентности - капсулы - необходимы аминокислоты лейцин, валин и метионин. Для оптимального размножения вирулентных штаммов бацилл требуются гипоксантин, метионин, аланнн и триптофан. Степень вирулентности во многом определяется условиями выращивания бацилл и составом среды. В экспотенциалыюй фазе роста культуры вирулентных вакцинных штаммов наряду с капсульными выявляют и бескапсульные бациллы. Это свидетельствует о том, что в популяции штаммов появляются мутанты с иными генетическими свойствами, без капсульного полипептида глутамниовой кислоты. В организме животного бациллы с капсулами обнаруживают через 2--3 ч после заражения, но в этот период их находят только в местах введения и регионарных лимфатических узлах. Они окружены тканевым детритом и расположены в зонах (светлых), обрадованных действием токсина микроба. При попадании бацилл в иммунный организм капсулы, по-видимому, образуются очень медленно и довольно редко. Морфологически капсулы бацилл, размножающихся в организме и выращенных па питательных средах, но имеют различия, только у последних капсула более массивная. Капсула более устойчива к процессам гниения, чем сама бацилла, поэтому в гниющем трупе животного, павшего от сибирской язвы, обнаруживают лишь «тени микробов», пустые капсулы.[5, 12]

Образование спор. Биологическая роль спор заключается в том, что они являются формой сохранения вида бацилл при неблагоприятных условиях существования. Споры могут длительное время находиться в природе, а следовательно, долго сохранять субстрат генетической информации исходных клеток (геном) и тем самым обеспечивать передачу основных свойств потомству последующих генераций. Спорообразование происходит в средах с нейтральной пли слабощелочной реакцией при дефиците белковых веществ. Споры образуются в физиологическом растворе, дистиллированной воде, в нефиксированных мазках. Установлено, что этот процесс происходит быстрее в среде, содержащей чистый кислород, чем при аэрации культуры атмосферным воздухом. Образованно спор начинается с того момента, когда в среде соотношение форм белкового и минерального азота сдвигается в сторону преобладания последнего (Егоров и Сиицин, 1961). Добавление к среде нейтрального щавелевокислого натрия активизирует спорообразование, а 1%-лого раствора хлористого кальция -- подавляет. Споры не образуются в средах, богатых белковыми веществами, например в крови и сыворотке крови, в живом организме и невскрытом трупе. При нарушении целостности трупа возможно спорообразование.[1] Вегетативные клетки, образующие споры (спорангии), содержат по одной споре, расположенной центрально или субтерминально. Диаметр споры не превышает ширину бациллы. Формирование споры начинается в момент перехода вегетативной клетки к стационарной фазе роста, при этом наблюдается ряд последовательных стадий:

1. В клетке формируется  два нуклеоида, которые вскоре  объединяются в палочковидное  образование.

2. В одном участке клетки  появляются выпячивания клеточной  мембраны с мезосомой. Они формируют  поперечную перегородку, которая  отделяет свободную от липопротеиновых  зерен часть цитоплазмы и ДНК  от остального содержимого клетки. В результате этого изолируется  участок будущей споры, окруженный  мембраной.

3. Изолированный участок  окружается мембраной клетки; образуется  проспора с двойной мембраной.

4. Пространство между  споровой и клеточной (второй) мембранами расширяется, содержимое  его становится гомогенным, возникает  так называемый кортекс, благодаря  которому спора более заметна  при микроскопическом исследовании.

5. Вокруг наружной мембраны, покрывающей кортекс, формируется  оболочка. Из всех структур споры  она отличается наибольшей способностью  рассеивать электроны. Затем споровая  оболочка покрывается более рыхлым  и тонким слоем -- экзоспориумом.  Сформированная спора выходит  из бациллы через разрыв участка  клеточной стенки. Внутри бациллы  споры не прорастают.