Морфологические, культуральные, биохимические свойства боррелий

Виды рода Borrelia морфологически весьма сходны. Как и все спирохеты, они имеют спиральную форму и периплазматические флагеллы, но, в отличие от представителей других родов, сравнительно легко окрашиваются анилиновыми красителями. Это грамотрицательные бактерии длиной от 8 до 30 мкм и шириной 0,2-0,5 мкм, представляющие собой извитую, лево- или правовращающуюся спираль, способную к активным возвратно-поступательным или вращательным движениям. Их размеры могут изменяться в организме разных хозяев, а также при культивировании.

Для боррелий характерна тонкая внешняя мембрана вокруг протоплазматического цилиндра, который включает слой пептидогликана, цитоплазматическую (внутреннюю) мембрану и пери плазматическое пространство.

Внешняя клеточная мембрана состоит из протеинов, липидов и углеводов. Во внешней мембране практически нет липополисахарида (ЛИС), но присутствуют гликолипиды, составляющие около половины всех липидов. Эта мембрана содержит трансмембранно-стягивающие протеины со сравнительно низкой плотностью. Такая поверхность бактерий способствует их выживанию, как в организме млекопитающих, так и клещей, и уклонению от воздействия иммунной системы позвоночных. Боррелии группы АКБ производят липопротеины, которые стимулирует фактор некроза опухоли (ФНО), способствующий их распознаванию рецепторами позвоночных.

В периплазматическом пространстве боррелий находится 7-11 биполярных флагелл (PF), одним концом прикрепленных к микробной клетке и обернутых вокруг клеточного цилиндра. Их сокращение обеспечивает вращательные движения боррелий.

Кроме типичной бактериальной формы боррелий, известны многообразные морфологически измененные «формы несбалансированного роста». Описаны клетки с «выростами», удлиненные цилиндрические клетки, нитевидные структуры, петлеобразные формы, сферопласты, шаровидные и гранулярные формы и цисты, окруженные плотной мукоидной защитной оболочкой. Большинство этих структур появляется на разных этапах L-трансформации, которую могут индуцировать антибиотики, комплемент, иммунная сыворотка, недостаток питательных веществ в культуральной среде и др. Морфологически измененные формы боррелий (особенно цистные и гранулярные) сохраняют способность к размножению.

При благоприятных условиях и отсутствии L-трансформирующих факторов они могут реверсировать в обычные спиральные формы, вызывая при этом патологический эффект.

Боррелии испытывают недостаток ферментов, необходимых для цикла трикарбоновых кислот и фосфорилирования. Они не обладают способностью синтезировать аминокислоты, жирные кислоты, кофакторы энзимов и нуклеотиды. Для построения клеточной стенки им необходим N-ацетилглюкозамин (NAG), который может также выступать в качестве источника энергии.

Для выращивания боррелий обычно используют жидкие среды, обогащенные аминокислотами, питательными веществами и витаминами. Эти бактерии относятся к числу микроаэрофилов, что учитывают при их культивировании. Некоторые возбудители АКБ (например, В. hermsii) растут на специально созданной для данной цели среде Келли, в состав которой, наряду с другими компонентами, входит NAG.

Для культивирования В. burgdorferi эта среда была модифицирована путем добавления бычьего альбумина, кроличьей или фетальной сыворотки, агарозы, дрожжевого экстракта, желатины (для придания коллагено-подобной вязкости), а также других компонентов (т.е. еще больше обогащена), причем оптимальный pH — 7,6. Среда оказалась пригодной для культивирования практически всех боррелий, связанных с иксодовыми клещами. По первым буквам фамилий ее создателей (Barbour, Stoenner, Kelley) она получила название BSK, а ее селективный вариант — BSKII.

При оптимальной температуре +32-34°С время генерации составляет 8-24 ч, причем у адаптированных к среде изолятов концентрация бактериальных клеток может достигать 108/мл. Нормальный розоватый цвет среды при росте боррелий меняется на желтый. Резкое пожелтение и помутнение обычно свидетельствуют о контаминации ее (или посева) бактериями, а покраснение — плесенью. При существенном увеличении концентрации агарозы и желатины среда становится плотной и на ней можно выращивать отдельные колонии боррелий.

Для культивирования боррелий применяется также модифицированная среда Kelly МКР, несколько отличающаяся по составу от среды BSK. Некоторые виды боррелий можно культивировать в клеточных линиях клещей.

а) Устойчивость к факторам внешней среды, чувствительность к антибактериальным препаратам. Боррелии очень чувствительны к высушиванию, гипо— и гипертоническим условиям, воздействию детергентов и температуре выше +40°С. Однако в природе они обитают в организме клещей и позвоночных животных, не подвергаются прямому воздействию факторов внешней среды и воспринимают его через своих хозяев. In vitro (на питательной среде) они плохо размножаются при температуре ниже +30-31° и выше +35°С; очень чувствительны к показателям pH. Выращенные культуры 30-45 дней остаются жизнеспособными при +4°С.

В глицерине они хорошо сохраняются длительное время при низких температурах (-70°С). Формалин, фенол, этанол и другие дезинфицирующие вещества, а также УФ-излучение инактивируют боррелий.

Экспериментами in vitro установлено, что боррелии чувствительны к тетрациклинам, макролидам, а также к цефалоспоринам, особенно III поколения. Эти препараты показывают низкие величины МИК90 (<0,04 мкг/мл) и средние величины МВС (<1 мкг/мл). Они устойчивы к сравнительно высоким концентрациям фосфомицина, рифампицина и амфотерицина В, что используют при создании селективной среды. Чувствительность к антибиотикам разных видов боррелий заметно отличается. Например, МИК пенициллина G для изолятов В. afzelii в 10 раз выше, чем для В. burgdorferi, В. valaisiana, В. bissettii и в 100 раз выше, чем для изолятов В. garinii.

Боррелии: классификация, таксономия

б) Биологические модели. Экспериментальную работу с В. burgdorferi проводят на содержащихся в виварии белоногих хомячках (Peromyscus leucopus) — основных резервуарных хозяевах боррелий в природных очагах Северной Америки. В качестве биологической модели рекомендована и монгольская (или когтистая) песчанка (Meriones unguiculatus), которая оказалась высоковосприимчивой к боррелиям группы ИКБ и сравнительно легко размножается в неволе.

В некоторых экспериментах иногда используют золотистых хомячков, а также беспородных или линейных мышей для подкожного или трансмиссивного (кормление инфицированных клещей) заражения.

Возбудители группы АКБ способны воздействовать на другие виды лабораторных животных. В. persica, например, и спирохеты некоторых близких ей видов легко заражают морских свинок; животные дают выраженную температурную реакцию и интенсивную боррелиемию и поэтому используются при первичном выделении культур и изучении штаммов. Боррелии ряда других видов, например В. latyschewii и ряд американских форм плохо или совсем не размножаются в организме морских свинок, но их можно культивировать на беспородных или линейных мышах.

Все боррелии группы АКБ могут годами сохраняться в лаборатории в их специфических переносчиках — клещах рода Ornithodoros. В связи с этим роль своеобразной «консервной банки» для всех боррелий, как и ряда других микроорганизмов, может выполнять так называемый кошарный клещ (Alveonasus lahorensis).

- Читать далее "Антигены и генетика боррелий"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 10.2.2020

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.