Рикке́тсии (лат. Rickettsia ) — род бактерий — внутриклеточных паразитов. Названы по имени Ховарда Тейлора Риккетса (1871—1910), в 1909 году впервые описавшего возбудителя пятнистой лихорадки Скалистых гор. В том же году сходные наблюдения были сделаны Ш. Николем и его коллегами при исследовании сыпного тифа. В 1910 году Риккетс погиб от сыпного тифа, изучением которого занимался в Мексике. В честь заслуг учёного возбудители этих инфекций были названы «риккетсиями».
Содержание
Строение [ править | править код ]
Представители рода представлены полиморфными, чаще кокковидными или палочковидными неподвижными грамотрицательными клетками.
В оптимальных условиях клетки риккетсий имеют форму коротких палочек размером в среднем 0,2—0,6 × 0,4—2,0 мкм, что сравнимо с размерами наиболее крупных вирусов (около 0,3 мкм). Их форма и размеры могут несколько меняться в зависимости от фазы роста (логарифмическая или стационарная фазы). При изменении условий роста они легко образуют клетки неправильной формы или нитевидные. На поверхности мембраны клеточной стенки располагается капсулоподобный слизистый покров и микрокапсула, содержащие группоспецифичный «растворимый» антиген. В клеточной стенке локализуются основные белки, большинство из которых являются видоспецифичными антигенами, а также липополисахарид и пептидогликан. В цитоплазматической мембране преобладают ненасыщенные жирные кислоты, она осмотически активна, имеет специфическую транспортную систему АТФ-АДФ. Нуклеоид клетки риккетсий содержит кольцевую хромосому. Размножаются путём бинарного деления, обладают независимым от клетки-хозяина метаболизмом. Источником энергии у внеклеточных риккетсий служит глутамат. Возможно, что при размножении получают макроэргические соединения из клетки-хозяина. Способны индуцировать свой фагоцитоз эукариотной клеткой.
Описаны четыре морфологических типа риккетсий: кокковидные (α), короткие палочковидные (β), длинные палочковидные (γ) и нитевидные (δ).
Жизненный цикл [ править | править код ]
Жизненный цикл риккетсий имеет две стадии — вегетативную и покоящуюся. В вегетативной стадии микроорганизмы представлены палочковидными, бинарно делящимися и подвижными клетками.
Покоящиеся формы риккетсий — сферические и неподвижные клетки, располагающиеся в клетках членистоногих и теплокровных.
Репродукция, за исключением одного вида, происходит только в живых клетках, то есть, как и вирусы, риккетсии являются облигатными внутриклеточными паразитами, рост и размножение которых происходят в клетках подходящего хозяина. Паразитируют в цитоплазме и ядре или только в цитоплазме клеток членистоногих и теплокровных животных.
Окрашивание и культивирование [ править | править код ]
Риккетсии культивируются в желточных мешках куриных эмбрионов, перевиваемых культурах клеток, легких белых мышей.
Невозможность культивирования риккетсий обычными микробиологическими методами составляла основную трудность для создания вакцины против сыпного тифа. Эффективные методы культивирования риккетсий в лабораторных условиях вне организма-«хозяина» разработал основатель Пермской школы микробиологии Алексей Васильевич Пшеничнов. Он разработал оригинальный метод заражения кровососущих насекомых на эпидермомембранах для культивирования риккетсий, метод питания кровососущих насекомых дефибринированной кровью через плёнку эпидермиса с целью поддержания их жизнедеятельности или заражения риккетсиями в лабораторных условиях. Разработал среду КЖМ (кровь-желток-молоко) для выращивания риккетсий in vitro. Новые методы культивирования помогли А. В. Пшеничнову в 1942 году создать эффективную вакцину для профилактики сыпного тифа. Широкое применение вакцины позволило предотвратить эпидемию тифа в действующей армии и в тылу во время Великой Отечественной войны.
Риккетсий идентифицируют в мазках при окраске по Романовскому—Гимзе, Хименесу, Маккиавелло, Здродовскому, в мазках, обработанных флюоресцирующими и энзим-мечеными антителами. Для первичного выделения риккетсий используют преимущественно взрослых самцов морских свинок и взрослых белых, линейных и бестимусных мышей.
Виды [ править | править код ]
На май 2017 года в род включают 29 видов [1] :
Rickettsia aeschlimannii Beati et al. 1997
Rickettsia africae Kelly et al. 1996
Rickettsia akari Huebner et al. 1946
Rickettsia amblyommatis Karpathy et al. 2016
Rickettsia asembonensis Maina et al. 2016
Rickettsia asiatica Fujita et al. 2006
Rickettsia australis Philip 1950
Rickettsia bellii Philip et al. 1983
Rickettsia buchneri Kurtti et al. 2015
Rickettsia canadensis Beati et al. 1997
Rickettsia conorii Brumpt 1932
Rickettsia felis Bouyer et al. 2001 emend. La Scola et al. 2002
Rickettsia heilongjiangensis Fournier et al. 2006
Rickettsia helvetica Beati et al. 1993
Rickettsia honei Stenos et al. 1998
Rickettsia hoogstraalii Duh et al. 2010
Rickettsia japonica Uchida et al. 1992
Rickettsia massiliae Beati and Raoult 1993
Rickettsia montanensis corrig. (ex Lackman et al. 1965) Weiss and Moulder 1984
Rickettsia parkeri Lackman et al. 1965
Rickettsia peacockii Niebylski et al. 1997
Rickettsia prowazekii da Rocha-Lima 1916 typus
Rickettsia raoultii Mediannikov et al. 2008
Rickettsia rhipicephali (ex Burgdorfer et al. 1978) Weiss and Moulder 1988
Rickettsia rickettsii (Wolbach 1919) Brumpt 1922
Rickettsia sibirica Zdrodovskii 1948
Rickettsia slovaca Sekeyová et al. 1998
Rickettsia tamurae Fournier et al. 2006
Rickettsia typhi (Wolbach and Todd 1920) Philip 1943
Несколько видов, ранее относившихся к роду риккетсий, перенесены в другие роды: Neorickettsia, Orientia.
Эпидемиология [ править | править код ]
У человека риккетсии вызывают острые лихорадочные заболевания — риккетсиозы. Наибольшее значение имеют возбудители эпидемического сыпного тифа (Rickettsia prowazekii), клещевого риккетсиоза (Rickettsia sibirica), пятнистой лихорадки Скалистых гор (Rickettsia rickettsii).
Патогенные для человека риккетсии, за редким исключением, передаются при укусе заражённых вшей, клещей и блох. Заражение риккетсиями иногда вызывает гибель самих членистоногих-переносчиков, но может и не оказывать заметного патогенного действия на них. В некоторых случаях передача риккетсий у членистоногих происходит от одного поколения к другому через заражённые яйца, в других — через промежуточных хозяев, таких, как крысы, мыши или собаки. У этих млекопитающих носительство риккетсий не сопровождается выраженными признаками заболевания, и потому считается, что инфекция протекает у них в латентной (скрытой) форме. В случае сыпного тифа человек сам иногда служит резервуаром инфекции; она может оставаться латентной, но в соответствующих «благоприятных» условиях проявляется и, распространяясь, приобретает характер эпидемии.
Единственное известное заболевание млекопитающих, связанное с риккетсиями, — клещевая лихорадка овец, коз и крупного рогатого скота — встречается только в Африке.
В мазках риккетсии располагаются одиночно, короткими цепочками или в виде отдельных нитей. Риккетсии не растут на питательных средах; для их культивирования используют куриные эмбрионы, фибробласты куриных эмбрионов и культуры клеток млекопитающих.
Для дифференцирования различных видов риккетсии учитывают способность размножаться в цитоплазме и/или в ядрах клеток.
Группоспецифические антигены риккетсии — ЛПС клеточной стенки, проявляющие свойства эндотоксинов. Э. Вейль и А.Феликс (1916) установили интересную особенность — сходство антигенов риккетсии с антигенами неподвижных (ОХ-) штаммов Proteus vulgaris [en] и способность сыворотки больных риккетсиозами перекрёстно агглютинировать штаммы ОХ19, ОХ2 и OXK P. vulgaris.
С этого момента способность сывороточных агглютининов больных риккетсиозами перекрёстно реагировать с различными ОХ-штаммами P. vulgaris используют для дифференцирования различных видов риккетсии под названием реакции Вейля-Феликса.
Патогенность [ править | править код ]
Риккетсии обладают тропизмом к клеткам эндотелия сосудов.
Устойчивость [ править | править код ]
Чувствительны к большинству антибиотиков широкого спектра действия, особенно тетрациклинового ряда.
Риккетсии – мелкие (0,35-1.0 мкм) грамотрицательные, полиморфные бактерии, являющиеся облигатными внутриклеточными паразитами. Риккетсии разнообразны по форме и выделяют следующие типы:
кокковидные однозернистые (до 0,5 мкм);
палочковидные двухзернистые (1-1,5 мкм);
бациллярные трех-четырехзернистые (3-4 мкм);
нитевидные многозернистые (10-40 мкм).
Зерна (нуклеопротеиды) обнаруживаются при окраске по Романовскому-Гимзе. Все формы взаимообратимы. Структурно имеют все компоненты бактериальной клетки: клеточную стенку, липоидную капсулу, цитоплазму, нуклеоид, рибосомы, пили. Риккетсии содержат как ДНК, так и РНК, обладают высоким содержанием фосфолипидов, содержание углеводов невелико. В большинстве случаев (кроме вида Rochalimaea guintana) на искусственных питательных средах риккетсии не растут. Жизненный цикл риккетсий зависит от жизнедеятельности клетки-хозяина и складывается из двух стадий: вегетативной и покоящейся (элементарные тельца). Риккетсии, находящиеся в вегетативной стадии (рис. 23) активно размножаются путем бинарного деления и обладают активной подвижностью, по-видимому, обусловленной жгутиковыми структурами. Риккетсии покоящейся стадии (элементарные тельца) имеют сферическую форму и они не активны. Риккетсии способны к биосинтезу белка, но не могут самостоятельно получать макроэргические соединения, поэтому их можно назвать «энергетическими паразитами» клеток-эукариотов. В связи с этим, для культивирования риккетсий обычно заражают куриные эмбрионы в желточный мешок (метод Кокса), культуры клеток, в которых некоторые виды риккетсий образуют, как и вирусы, тельца включений. Реже заражают чувствительных лабораторных животных: морских свинок, белых мышей. Порядок Rickettsiales включает виды патогенные для теплокровных животных и человека, переносчиками служат вши, блохи, клещи. Заболевания называются риккетсиозами. Большинство болезнетворных для человека видов риккетсий входит в состав семейства Rickettsiaceae, роды Rickettsia, Rochalimaea, Coxiella, вызывая эпидемический сыпной тиф (Rickettsia prowazekii), Ку-лихорадку (Coxiella burnetti), волынскую лихорадку (Rochalimaea guintana), лихорадку цуцугамуши (Rickettsia tsutsugamushi) и другие. Паразитирующие виды ассоциированы с ретикулоэндотелиальными клетками и клетками эндотелия сосудов или эритроцитами.
Методы исследования. Риккетсии хорошо окрашиваются по Романовскому-Гимзе в сиреневый цвет, по Морозову (методом серебрения) в черный цвет. NB! Для дифференциации риккетсий применяется метод окраски, предложенный П.Ф. Здродовским:
Тонкие фиксированные мазки окрашиваются водным карболфуксином (из расчета 10 капель карболового фуксина Циля на 10 мл фосфатного буфера рН – 7,4) в течение 5 мин.
Мазок промывают водой и обрабатывают 0,5% раствором лимонной кислоты (1-3 сек).
Хорошо промывают водой и докрашивают 10 сек, 0,5% водным раствором метиленового синего.
Риккетсии окрашиваются в рубиново-красный цвет и легко обнаруживаются на фоне голубой цитоплазмы и синего ядра клеток.
ЛЕКЦИЯ № 22. Группа риккетсий
1. Характеристика группы
Риккетсии представляют собой самостоятельный класс, который делится на подклассы a1, a2, b и g.
a1 включает в себя семейство Rickettsiaceae, наиболее важными из которого являются два рода.
1. Род Rickettsia, виды делят на две группы:
а) R. provacheka – возбудитель эпидемического (вшивого) сыпного тифа;
б) R. typhi – возбудитель эндемического (крысино-блошиного) тифа;
2) группу клещевых риккетсиозов:
а) R. rickettsi – возбудитель лихорадки скалистых гор;
б) R. conori – возбудитель геморрагической лихорадки;
в) R. sibirika – возбудитель североазиатского риккетсиоза.
2. Род Erlihia, выделяют виды: E. canis и E. sennetsu (могут быть возбудителями инфекционного мононуклеоза).
a2 включает в себя семейство Bartonellaceae, род Bartonella, подразделяемые на виды:
1) B. kvintana – возбудитель пятидневной (траншейной) лихорадки;
2) B. hensele – возбудитель «болезни кошачьих царапин».
g включает в себя род Coxiella, вид C. burneti – возбудитель ку-лихорадки.
Риккетсии – это бактерии, отличительной чертой которых является облигатный внутриклеточный паразитизм. По своему строению близки к грамотрицательным бактериям. Имеются собственные ферментные системы. Неподвижны, спор и капсул нет.
Для риккетсий характерен выраженный полиморфизм. Выделяют четыре формы:
1) форму А – кокковые, овальные, расположенные одиночно или в виде гантелей;
2) форму В – палочки средней величины;
3) форму С – бациллярные риккетсии, крупные палочки;
4) форму D – нитевидные, могут давать ответвления.
Морфология зависит от стадии инфекционного процесса. При острой форме в основном встречаются формы А и В, при хронической, вялотекущей – С и D.
Взаимодействие риккетсий с клеткой включает в себя несколько этапов.
1. Адсорбция на рецепторах соответствующих клеток.
2. После прикрепления мембрана делает инвагинацию, риккетсия погружается в клетку в составе вакуоли, стенки которой образованы мембраной клетки.
3. Далее возможны два варианта:
1) одни виды риккетсий продолжают оставаться внутри вакуоли и там размножаются;
2) другие лизируют мембрану и свободно лежат в цитоплазме.
4. Риккетсии интенсивно размножаются, мембрана разрушается, и они выходят из клетки.
Облигатный внутриклеточный паразитизм риккетсий реализуется на клеточном уровне.
Поскольку риккетсии – внутриклеточные паразиты, то в питательных средах они не размножаются. Для их культивирования применяются те же методы, что и для культивирования вирусов:
