Культурально-биохимические группы возбудителя ботулизма (C. botulinum)

Все штаммы С. botulinum являются мезофильными организмами, хотя некоторые из них могут расти при температуре 3°С. Основные культуральные свойства четырех групп представлены в таблице ниже.

Следует помнить, что штаммы С. sporogenes не отличаются по культуральным свойствам от группы I, а штаммы С. novyi — от группы III. Для дифференциации этих микроорганизмов необходимо тестирование на токсин.

Культурально-биохимические группы возбудителя ботулизма (C. botulinum)

Группа I. В эту группу входят протеолитические штаммы С. botulinum токсинотипа А и штаммы токсинотипов В, F, разлагающие казеин. Они образуют колонии 3-8 мм в диаметре, округлые плоские с вогнутой серединой и ризоидными краями, серые тусклые или слегка блестящие, прозрачные с непрозрачной серединой, часто желтоватого цвета. Высокотоксигенные штаммы чаще формируют более гладкие колонии, чем нетоксигенные. Оптимум температуры для роста 37-39°С. Некоторые штаммы С. botulinum, входящие в группу I, могут развиваться при содержании в среде до 7-9% кислорода.

Сбраживают глюкозу и фруктозу с образованием органических кислот и многоатомных спиртов. Не сбраживают адонит, амигладин, арабинозу, целлобиозу, дульцит, галактозу, глицерин, гликоген, инозит, лактозу, маннит, маннозу, мелибиозу, раффинозу, рибозу, сорбит, крахмал, трегалозу и ксилозу. Большинство штаммов способно утилизировать аргинин как источник энергии. Пролин не ферментируется, возможно, клеточная стенка не проницаема для этой аминокислоты. Не продуцируют уреазу и индол, не образуют ацетил-метил-карбинол в процессе ферментации глюкозы. На желточном агаре продуцируют липазу, не образуют лецитиназы.

Для роста бактерий необходимы триптофан, треонин, валин, лейцин, изолейцин, метионин, аргинин, фенилаланин и тирозин. Последние три аминокислоты требуются в высоких концентрациях. Некоторые штаммы нуждаются в биотине, тиамине и р-аминобензойной кислоте.

Группа II включает непротеолитические штаммы токсинотипа В и F и все штаммы токсинотипа Е. Колонии на кровяном агаре мелкие и средние диаметром 1,0-3,0 мм, круглые, от прозрачных до полупрозрачных, тусклые с мозаичной структурой, матовой поверхностью и с лопастными краями. В присутствии сбраживаемых углеводов размер колоний увеличивается. Молодые клетки грамположительны, старые — грамотрицательны.

Эти штаммы ферментируют фруктозу, глюкозу и сахарозу до кислот. Не сбраживают адонит, целлобиозу, целлюлозу, дульцит, эритритол, гликоген, глицерин, инозит, лактозу, маннит, мелибиозу, раффинозу, рамнозу, трегалозу и ксилозу. Большинство штаммов гидролизует желатин, дает зону гемолиза на кровяном агаре и продуцирует липазу, некоторые штаммы — лецитиназу.

Могут развиваться и продуцировать токсин при температуре 3,3°С и выше. Споры, образуемые бактериями, входящими в эту группу, относительно термолабильны. Токсин сохраняет полную активность после обработки трипсином.

Споры С. botulinum токсинотипа Е имеют характерные отростки и экзоспориум (наружный слой споры), споры С. botulinum токсинотипа F — только экзоспориум. Клеточные стенки содержат D, L-диаминопимелиновую кислоту. Плохо развиваются в жидких средах, в частности в мясных, хорошо растут в тех же средах в присутствии сбраживаемых углеводов. Рост бактерий токсинотипа Е подавляется в присутствии 5% хлористого натрия, 6% хлористого калия, 38,5% сахарозы или 22,5% глюкозы.

Для роста необходимы аминокислоты аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лизин, метионин, фенилаланин, про-лин, серин, треонин, тирозин, валин, а также витамины — никотиновая кислота, биотин, тиамин, пиридоксин и фолиевая кислота. Глицин не обязателен для роста, но необходим для продукции токсина. Холин необходим для продукции липазы.

Группа III включает непротеолитические штаммы токсинотипов Сα, Сβ и D, которые культурально неотличимы. Колонии мелкие и средние диаметром 1,0-3,0 мм, круглые с волнистыми краями, серовато-белые, гладкие, тусклые и прозрачные; нерегулярные, приподнятые, прозрачные, серо-белого цвета с гладкой матовой поверхностью и со слабо очерченными краями. Присутствие в средах сбраживаемых углеводов не влияет на их развитие. Оптимум температуры для роста 25-37°С. Токсигенные штаммы, в отличие от слаботоксигенных и нетоксигенных, требуют условий строгого анаэробиоза и не растут на кровяном агаре, который соприкасался с воздухом. Таким образом, культивирование не в строгих анаэробных условиях способствует отбору нетоксигенных вариантов. Лецитиназу и сероводород не образуют.

Большинство штаммов ферментируют глюкозу, фруктозу, мальтозу, маннозу и рибозу, хотя некоторые штаммы не ферментируют фруктозу или мальтозу. Главными продуктами ферментации являются органические кислоты. Особенностью является то, что они образуют больше пропионовой кислоты, чем штаммы других групп. Гидролизуют казеин, но другие белки расщеплять не способны.

Не ферментируют следующие субстраты: целлобиозу, амигладин, целлюлозу, дульцит, глицерин, гликоген, лактозу, маннит, маннозу, мелибиозу, раффинозу, рамнозу, сахарозу, трегалозу и ксилозу. Молоко не изменяют. Казеин не разлагают. Не восстанавливают нитраты. На чашках с кровяным агаром — слабый гемолиз.

Штаммы, выделенные из морских источников (токсинотип Са), обычно более чувствительны к низкой температуре, чем штаммы токсинотипа Ср и не растут при температуре ниже 15°С. Наиболее хорошей обогащенной средой для выделения штаммов токсинотипа С является яично-мясная среда, усиленная 1% дрожжевым экстрактом, глюкозой и сульфатом аммония.

Группа IV включает один токсинотип С. botulinum — G, обладающий протеолитическими, но не сахаролитическими свойствами, казеин расщепляет медленно и слабо. Споры — без экзоспориума. Колонии токсинотипа G меньше, чем колонии других типов, обычно 0,5-1,5 мм в диаметре. Они приподняты, прозрачные, серые с гладкой поверхностью и ровными краями. Умеренно растет в жидких средах, не ферментирует углеводы, не образует липазу и лецитиназу, образует сероводород. Не дает зоны гемолиза на чашках с кровяным агаром. Бактерии очень чувствительны к присутствию кислорода, не растут на поверхности агара, если он был экспонирован на воздухе в течение нескольких минут.

Разлагает гистидин, лизин, цитрат, оксалацетат и гшруват. Конечными продуктами ферментации являются уксусная кислота и в меньшем количестве другие органические кислоты изомасляная, масляная, изовалериановая и молочная, а также нропиловый и бутиловый спирты. Оптимум температуры роста 30-37°С. Для наиболее полного выявления активности токсина типа G необходима трипсинизация.

- Читать далее "Факторы патогенности возбудителя ботулизма (C. botulinum)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 18.12.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.