Возбудитель дифтерии (Corynebacterium diphtheriae): морфология и культурально-биохимические свойства

Возбудитель дифтерии Corynebacterium diphtheriae относится к роду коринебактерий, который входит в группу коринеформных бактерий. Название происходит от слова «coryne» (греч. — дубинка, булава). Такое наименование эти бактерии получили благодаря встречающимся в клетках утолщениям, названным зернами волютина или BaBes-Ernst'a. В них содержатся полимегафосфаты, представляющие собой запас питательных веществ. Зерна располагаются на концах клеток или в середине.

Коринебактерии — неподвижны, не образуют ни спор, ни капсул, являются грамположигельными. Все представители рода — аэробы или факультативные анаэробы. Все виды обладают каталазой. Большинство видов разлагает различные углеводы (кроме лактозы) до кислот без газа. Многие редуцируют нитраты. Оптимальная для развития температура — 36-38°С.

Безусловно патогенным для человека является только C. diphtheriae — возбудитель дифтерийной инфекции. Некоторые коринебактерии, патогенные для животных (в частности, C. ulcerans), в исключительных случаях могут вызывать заболевания у человека, напоминающие дифтерию. Ряд видов этого рода — комменсалов кожи и слизистых оболочек человека способны вызвать гнойно-септические заболевания у лиц со сниженной резистентностью, о чем будет сказано в отдельной статье на сайте.

Коринебактерии

С. diphtheriae, или дифтерийная палочка, впервые обнаружена Klebs в пленках зева больных дифтерией в 1883 г. и выделена Loeffler в чистой культуре в 1884 г.

С. diphtheriae представляют собой очень полиморфные палочки, похожие на булавки или клиновидные, с зернами и без них, размерами 0,2-0,6x1,0-7,0 мкм; характерное расположение — сходное с переплетающимися нитями войлока. Морфология клеток во многом зависит от условий культивирования и возраста культуры. Так, зерна полиметафосфата исчезают через 48 ч культивирования. Пары только что разделившихся клеток располагаются под углом в виде римского V. Эта особенность, связанная со способом деления клетки, является существенным морфологическим признаком, отличающим С. diphtheriae от других коринебактерий. Как и все коринебактерии, С. diphtheriae неподвижны, спор и капсул не образуют; грамположительны. При окраске анилиновыми красителями зерна волютина выглядят метахроматично (т.е. окрашенными в иной цвет, чем цитоплазма бактерии).

Клеточная стенка С. diphtheriae не изучена так подробно, как у патогенных грамотрицательных бактерий. Известно, что она содержит от 3 до 7 слоев в зависимости от условий культивирования.

Входящий в состав оболочки пептидогликан, придающий ей ригидность и обеспечивающий определенную форму клеток, содержит диаминопимелиновую кислоту. В поверхностных слоях клеточной стенки содержится липид — димиколат трегалозы, названный корд-фактором (англ. — cord) по аналогии с микобактериями, у которых это поверхностное соединение придает колониям вид мотка каната.

Недавно у штаммов С. diphtheriae выявлены пили, ковалентно соединенные с пептидогликаном клеточной стенки.

Возбудитель дифтерии (Corynebacterium diphtheriae)

С. diphtheriae не растет на простых питательных средах; для его роста требуется питательная основа, богатая аминокислотами, пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, к которой добавляется 10-15% гемолизированная кровь (барана, лошади, морской свинки, донора) или нормальная лошадиная сыворотка. С. diphtheriae не в состоянии утилизировать белки крови, так как не имеет соответствующих экзопротеаз, но эти биосубстраты микроб использует как источник аминокислот, ростовых факторов и железа.

Оптимум pH сред для культивирования — 7,6-7,8. С. diphtheriae — факультативный анаэроб. Температурный оптимум 35-37"С.

На плотных средах колонии С. diphtheriae слегка суховаты; при сплошном посеве заметны границы между ними. Колонии — белого цвета, иногда слегка кремовые. Ряд культуральных особенностей С. diphtheriae зависят от принадлежности штамма к тому или иному биотипу. Описаны 3 культурально-биохимических варианта — биотипа, названных их первооткрывателями по степени тяжести вызываемого ими заболевания: gravis (тяжелый), mitis (облегченный) и intermedius (промежуточный). Однако позднее было установлено, что тяжесть заболевания далеко не всегда согласуется с биотипом вызвавшего его штамма С. diphtheriae.

Через 24 ч культивирования на кровяных или сывороточных питательных средах биотипы формируют отличающиеся друг от друга колонии — вариант gravis по типу R-форм, вариант mitis — по типу S-форм. Колонии биотипа intermedius разными авторами описываются по-разному. Исследователи, впервые описавшие этот биотип, указывают, что его колонии мелкие, круглые, с ровным краем, слегка конусообразны.

На бульоне штаммы биотипа gravis образуют крошащуюся пленку, частично оседающую на дно. Биотип mitis, напротив, характеризуется диффузным ростом. Штаммы биотипа intermedius растут в виде зернистой мути.

Биотипы С. diphtheriae различаются не только особенностями роста, они обладают разной биохимической активностью. Наиболее активен биотип gravis: он разлагает до кислот (без газа) глюкозу, мальтозу, крахмал и декстрин. Биотип intermedius не разлагает крахмал, а биотип mitis — ни крахмал, ни декстрин; оба ферментируют глюкозу и мальтозу. Считалось, что вид С. diphtheriae редуцирует нитраты до нитритов, но в 1952 г. впервые был описан штамм биотипа mitis, не восстанавливающий нитраты. Впоследствии такие штаммы отнесли к вновь образованному варианту Belfanti и стали обозначать как Corynebacterium diphtheriae mitis var.belfanti.

Возбудитель дифтерии (Corynebacterium diphtheriae)

Существенными признаками всего вида С. diphtheriae является его способность расщеплять аминокислоту цистин до сероводорода (H2S) благодаря ферменту цистиназе (точнее, цистиндесульфгидразе) и отсутствие ферментов уреазы (расщепляющей мочевину) и пиразинамидазы.

Важным признаком вида является способность восстанавливать металлический теллур из его теллуристых солей. При этом теллуриты подавляют сопутствующую микрофлору носоглотки, что используется при бактериологической диагностике (см. ниже).

Реакция металлического теллура с образующимся сероводородом приводит к формированию соединения, придающего колониям на теллуритовом агаре черный цвет различной интенсивности. Сероводород образуется из цистина, всегда имеющегося в питательных основах сред для дифтерийных бактерий; для специального выявления цистиназы цистин добавочно вносят в среду.

Гемолитическая способность на кровяном агаре присуща лишь некоторым штаммам биотипа mitis и в системе диагностических реакций не учитывается. С. diphtheriae обладают ферментом ДНКазой, разрушающим ДНК.

- Читать далее "Антигены возбудителя дифтерии (C. diphtheriae)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.11.2019

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.