CC BY
446. Shkuratova, I.A. Veterinarno-sanitarnye aspekty profilaktiki bolezney molodnyaka krupnogo rogatogo skota v sovremennyh promyshlennyh kompleksah [Veterinary and sanitary aspects of prevention of diseases in calves in modern industrial livestock complexes] / I.A.Shkuratova, E.N.Shilova, O.V.Sokolova // Rossiyskiy zhurnal Problemy veterinarnoy sanitarii, gigieny i ekologii. - 2015.- № 3 (15). - P. 60-63.
7. Control of bovine viral diarrhea virus in ruminants / P.H.Walz [et al.] // J.Vet. Intern. Med. - 2010. - № 24. -P. 476-486.
8. Evaluation of vaccination program by commercial polyvalent vaccines for bovine viral diarrhea and infectious bovine rhinotracheitis based on neutralizing antibody response / A.Ito [et al.] // J.Japan Veter. Med. Assn. - 2008. -Vol. 61, № 1. - P. 39-42.
9. Givens, M.D. Perspective on BVDV control programs / M.D.Givens, B.W.Newcomer // Animal Health Research Reviews. - 2015. - 16 (1). - P. 78-82.
10. Ryaposova, M.V. Bovine viral diarrhea of cattles in the Ural region / M.V.Ryaposova, E.N.Shilova // Reproduction in Domestic Animals. - 2014. - № 3(49). - P. 92.
УДК 619:615.371
О ПУТЯХ ЗАРАЖЕНИЯ ВОЗБУДИТЕЛЕМ СИБИРСКОЙ ЯЗВЫ
1Н.С.Садыков - доктор ветеринарных наук, профессор, гл.н.с.; Э.Н.Мустафина - кандидат ветеринарных наук, вед.н.с.; 1Р.Н.Низамов - доктор ветеринарных наук, профессор, гл.н.с.;
2Т.Р.Мустафин - кандидат биологических наук, зав.лабораторией.
1ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г.Казань (420075, г.Казань, Научныйгородок-2, тел.(843)239-53-20, e-mail: vnivi@mail.ru). предприятие «ПромАсептика», г.Казань (420140, г.Казань, ул.Минская, д.6, оф.136,
тел.(906)323-85-31, e-mail: swa862@mail.ru).
В настоящий момент нет единого мнения о том, через какие отделы пищеварительного тракта возбудитель сибирской язвы проникает в организм хозяина при алиментарном заражении. Учитывая разноречивость имеющихся литературных данных и в соответствии с заданием, нами были проведены исследования по оценке различных методов заражения и разработке наиболее эффективной технологии экспериментального заражения крупного рогатого скота, который мог бы быть использован в ветеринарной практике для оценки эффективности специфических средств терапии и профилактики сибирской язвы. Для решения поставленного вопроса было проведено 3 серии опытов на неиммунизированном против сибирской язвы молодняке крупного рогатого скота 7-8-месячного возраста. Таким образом, в результате проведенных исследований разработан способ заражения крупного рогатого скота со 100%-ным летальным исходом. Разработанный способ заражения открывает широкие возможности для изучения иммуногенеза при сибирской язве, длительности иммунитета, определения оптимальных доз вакцины, применяемых для профилактики этого заболевания и тем самым будет способствовать усовершенствованию средств иммунопрофилактики сибирской язвы крупного рогатого скота.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: сибирская язва, алиментарное заражение, летальность, пищеварительный тракт, ворота инфекции.
До настоящего времени нет единого мнения о том, через какие отделы пищеварительного тракта возбудитель сибирской язвы проникает в организм хозяина при алиментарном заражении. Одни авторы в качестве входных ворот называют губы и слизистые (судя по описанию механизма заражения - рта) [1], другие - пищевод [2], третьи - слизистую оболочку различных участков пищеварительного тракта без указания степени их участия как места проникновения возбудителя в организм [3,4]. Разногласия по данному вопросу продолжаются с момента их возникновения между школами Л.Пастера и Р.Коха вплоть до настоящего времени.
Л.Пастер предполагал, что воротами инфекции при алиментарном заражении служит поврежденная слизистая оболочка верхнего отрезка пищеварительного тракта (рот, носоглотка, пищевод). Если же слизистая оболочка цела, то в большинстве случаев она является непреодолимой преградой для возбудителя сибирской язвы. Возможность первичного проникновения сибиреязвенного микроба через кишечник автор категорически отрицал, предполагая, что наблюдаемые в стенке кишки изменения имеют вторичную природу, обусловленную заносом возбудителя током крови из верхних отделов пищеварительного тракта.
Р.Кох считал, что воротами инфекции при алиментарном заражении является только поврежденная слизистая оболочка тонкой кишки, через которую споры проникают в стенку последней, где размножаются и вызывают образование первичных очагов в виде геморрагических инфильтратов и язв.
A.Sanarelli, беря под сомнение концепцию Р.Коха, вообще отрицал возможность заражения сибирской язвой алиментарным путем, так как не смог вызвать заболевание у лабораторных животных введением в желудок спор и клеток Bac.anthracis. Наблюдая поражения кишечника после заражения животных под кожу и через легкие, он предположил, что любая патология кишок при сибирской язве является следствием гематогенного заноса возбудителя заболевания в стенку кишки. К сожалению, подобное ошибочное представление и в настоящее время встречается в некоторых учебниках и руководствах. Так, в учебнике инфекционных болезней Е.П.Шуваловой (1982) отрицается первичная кишечная сибирская язва и указывается, что поражения кишечника часто сопровождают сибиреязвенный сепсис, который развивается преимущественно при локализации входных ворот в области верхних дыхательных путей и пищевода.
В «Руководстве по зоонозам», изданном под редакцией академика АМН СССР В.И.Покровского в 1983г., природа язв слизистой пищеварительного тракта также считается вторичным.
По мнению Б.Л.Черкасского и С.П.Бургасова [5], эти язвы являются следствием токсемии, развивающейся на фоне сибиреязвенной септицемии. Авторы утверждают, что энтеральное заражение при условии целостности эпителиального покрова пищеварительного тракта не приводит к развитию болезни.
Несмотря на разноречивость литературных сведений, содержащиеся в них рациональные зерна позволяют составить следующее представление о начальных стадиях патогенеза сибирской язвы, развивавщейся в результате алиментарного заражения. Несомненно, что нарушения целостности слизистой оболочки пищеварительного тракта создают благоприятные условия для проникновения возбудителя в организм. Так, столь резистентные к сибирской язве животные, как свиньи, легко заражаются через травмы слизистой оболочки рта в естественных условиях [6] и в эксперименте [7,8]. Однако, по мнению М.Д.Жукова [9], инфицирование возможно и при неповрежденной слизистой оболочке при заражении массивными дозами.
Роль различных отделов пищеварительного тракта в качестве места проникновения возбудителя сибирской язвы в организм неодинакова и зависит от их анатомо-физиологических особенностей, а также от наличия или отсутствия условий, способствующих или препятствующих заражении.
Нарушение целостности слизистой оболочки полости рта, глотки, пищевода, языка и небных миндалин является непременным условием участия этих отделов
пищеварительного тракта в качестве входных ворот инфекции, поскольку всасывание в этих органах практически не происходит [10]. Покрывающий их многослойный плоский эпителий является существенным барьером на пути возбудителя и только в случаях повреждения становится проницаемым для последнего. Поэтому эти отделы пищеварительного тракта играют незначительную роль в качестве входных ворот инфекции и их поражения при сибирской язве встречаются чрезвычайно редко. Особенно мало их значение в указанном плане у людей, вследствие употребления ими для питания термически обработанной пищи, почти не создающей предпосылок для травмирования слизистой оболочки.
Возможность проникновения возбудителя в организм через желудок несомненна, поскольку она доказана экспериментально [7], и, кроме того, в литературе известны случаи, когда первичное поражение развивалось в желудке после употребления в пищу мяса больного сибирской язвой животного [11]. Редкость обнаружения подобных случаев может быть объяснена давно установленным бактерицидным действием желудочного сока, как на вегетативную, так и на споровую формы возбудителя, а также необходимостью для их возникновения повреждений слизистой оболочки или наличия предсуществующей патологии желудка [7]. Всасывание в желудке чрезвычайно мало вследствие того, что передвижение его содержимого в кишечник происходит довольно быстро. Только в случаях длительного пилороспазма всасывание может стать значительным.
Основным местом проникновения возбудителя в организм при алиментарном заражении является тонкая кишка. Только в ней постоянно встречаются изменения, особенно демонстративно представленные в подвздошной кишке, не наблюдаемые при других способах инфицирования. Вероятнее всего проникновение возбудителя инфекции в организм на этом участке пищеварительного тракта происходит, как правило, в результате всасывания, которое наиболее интенсивно в тонкой кишке [11].
Толстая кишка как входные ворота, по-видимому, никакой роли не играет. Изменения в ней при сибирской язве обнаруживаются чрезвычайно редко и, очевидно, имеют гематогенное происхождение, поскольку встречаются с одинаковой частотой также при аэрогенном, внутривенном и подкожном способах заражения.
В отношении формирования первичного очага в месте внедрения возбудителя в организм при алиментарном заражении единого мнения также не существует. Как уже отмечалось, сторонники Л.Пастера и A.Sanarelli, а также некоторые современные авторы [2,5], совершенно отрицают такую возможность.
В одной из таких публикаций (Руководство по зоонозам. 1983) утверждается, что энтеральное заражение возможно в случаях механического повреждения слизистой пищеварительного тракта, при котором макрофаги способны захватывать споры и переносить их в лимфатические узлы кишечника с последующим
прорывом возбудителя в кровь и развитием вторичных поражений кишечника. Очевидно, что авторы данной работы пытались объяснить механизм возникновения последних по аналогии с не вполне верным воззрением американских исследователей [12] на интерпретацию инфекции при ингаляционной сибирской язве. Вряд ли эти авторы придерживались выдвинутой ими гипотезы, если бы они были непосредственно знакомы с экспериментальными аэрогенной и первичной кишечной сибирской язвой. Изменения, наблюдаемые в эксперименте, позволяют полагать, что в результате всасывания споры Bac.anthracis попадают в лимфатические сосуды стенки тонкой кишки и с током лимфы заносятся в пейеровы бляшки, являющиеся первым барьером на пути возбудителя. В этих местах происходит его приживление и размножение.
Для формирования демонстративных изменений в месте внедрения требуется определенное время, на что указывал Н.С.Соловьев [13], наблюдая лишь незначительную гиперемию и кровоизлияния в стенке кишки у людей, погибших в ранние сроки от первичной кишечной формы сибирской язвы.
Данные литературы и наших исследований позволяют предположить, что в случае проникновения спор в организм через поврежденные участки слизистой пищеварительного тракта вне лимфатических агрегатов, в этом месте может происходить приживление возбудителя и формирование первичного очага, напоминающего собой сибиреязвенный карбункул [1,5,14].
Диффузные гиперемия и набухание слизистой желудка и тонкой кишки, особенно двенадцатиперстной, постоянно имевшиеся у животных, зараженных через зонд в желудок, по-видимому, явились следствием местного действия сибиреязвенного токсина, который может выделятся возбудителем в процессе прорастания. Нельзя исключить также воздействие продуктов массового распада спор под влиянием желудочно-кишечного содержимого.
Подводя итог оценке пищеварительного тракта как входных ворот сибиреязвенной инфекции, следует отметить, что проникновение возбудителя в организм может происходить в различных его отделах на протяжении от полости рта до заслонки ободочной кишки, однако роль отдельных участков в этом плане неодинакова. Наибольшее значение имеет тонкая кишка, особенно ее подвздошный отдел, в то время как рот, глотка, пищевод, язык, небные миндалины и желудок служат для указанной цели значительно реже. Очевидно, в тонком и толстом кишке проникновение возбудителя в организм происходит в результате всасывания его из просвета кишки, а на остальном протяжении, путем внедрения через травмы слизистой оболочки.
Учитывая разноречивость имеющихся литературных данных и в соответствии с заданием, нами были проведены исследования по оценке различных методов заражения и разработке наиболее эффективной технологии экспериментального заражения крупного рогатого ско-
та, который мог бы быть использован в ветеринарной практике для оценки эффективности специфических средств терапии и профилактики сибирской язвы.
Поставленная задача продиктована тем, что разработанные методы, средства и схемы специфической профилактики сибирской язвы, выполненные на овцах и экстрапалированные на крупный рогатый скот, не отвечают требованиям борьбы с сибиреязвенной инфекцией.
Разработка эффективности способа заражения крупного рогатого скота возбудителем сибирской язвы с высоким летальным исходом позволит изучить напряженность и продолжительность поствакцинального иммунитета у крупного рогатого скота при сибирской язве и будет способствовать усовершенствованию иммунопрофилактики сибирской язвы у данного вида животного.
До настоящего времени нами были испытаны подкожный, внутрикожный, интратрахеальный, непосредственно в легкие и предлопаточный лимфоузел, в подслизистую губ и корня языка способы искусственного заражения крупного рогатого скота вирулентными культурами возбудителя сибирской язвы, которые приводили, как правило, только к переболеванию животных, при этом летальный эффект наступал в редких случаях (1 случай при многократных опытах).
Перечисленные способы заражения не являются адекватными естественному пути заражения животного, поскольку заражение со смертельным исходом, в основном, происходит на пастбищах пероральным методом. Однако при изучении как отечественной, так и зарубежной литературы мы не нашли сведений, в которых описывалось бы пероральное заражение крупного рогатого скота экспериментальным путем.
Известно, что сибирской язвой животные заражаются, главным образом, алиментарным путем и реже через кожу. В том и другом случае бациллы сибирской язвы проникают в организм только через поврежденную слизистую оболочку различных участков пищеварительного тракта и кожу. Однако многие стороны механизма заражения животных сибирской язвой мало изучены и не подтверждены экспериментальными данными. У разных видов животных имеются свои особенности в путях заражения сибирской язвой. Так, козы, лошади, северные олени, овцы, кролики, морские свинки, белые мыши легко заражаются и погибают от сибирской язвы, как в естественных, так и в экспериментальных условиях заражения. Что касается крупного рогатого скота, то в естественных условиях этот вид животных является высокочувствительным к данному заболеванию, легко заражается и погибает в течение двух-пяти дней после инфицирования.
Однако все испытанные до настоящего времени способы искусственного заражения крупного рогатого скота культурами возбудителя сибирской язвы приводили к переболеванию животных, но, как правило, летальный исход получать не удавалось.
Материалы и методы. При разработке способа заражения крупного рогатого скота возбудителем сибирской язвы, вызывающего гибель животного, была использована культура вирулентного штамма «Ч-7» в вегетативной и споровой формах. При этом были учтены некоторые известные в фармакологии методы перорального введения препаратов, обеспечивающие минимальные потери действующего вещества в желудочно-кишечном тракте. С учетом литературных сведений и фармакологической практики был применен метод доставки инфекционного материала в желудочно-кишечный тракт с использованием растворимых желатиновых капсул.
Для решения поставленного вопроса было проведено 3 серии опытов на неиммунизированном против сибирской язвы молодняке крупного рогатого скота 7-8-мес. возраста.
В первой серии опытов были испытаны перораль-ный и парентеральный (в предлопаточный лимфоузел) способы заражения, в первом случае была применена споровая, во втором - вегетативная форма возбудителя. На каждый способ было взято по 2 животных.
При пероральном заражении споровая культура возбудителя была заключена в желатиновые капсулы по 0,5 см3 и каждому животному было задано по три капсулы с культурой (1,5 млрд. спор). При парэнте-ральном заражении двум бычкам вводили в предло-паточный лимфоузел вегетативную культуру штамма «Ч-7» в дозе по 1,5 млрд. м.к.
Первые признаки заболевания перорально зараженных животных появились на второй день после заражения, которые сопровождались повышением
Из материалов таблицы видно, что перораль-ное введение спор возбудителя в один прием, даже в больших дозах (0,9-1,80 млрд.), не дает 100%-го летального эффекта, в то время как введение дозы 0,75х109 спор в три приема (в трех капсулах) обеспечивает 100%-ный летальный эффект.
Таким образом, абсолютно смертельная доза спор возбудителя сибирской язвы (штамм «Ч-7») для крупного рогатого скота при пероральном заражении составляла 0,75-0,90х109 спор на животное.
температуры тела, угнетением общего состояния, отказом от корма и воды, отсутствием жвачки, шаткой походкой. Через 70 ч один бычок этой группы пал. Из посевов крови, сделанных из уха животного, выделена культура возбудителя сибирской язвы. Второй бычок этой группы и два бычка, зараженные в предлопаточ-ный лимфоузел, остались живы.
В следующей серии опытов изучали оптимальный способ перорального введения спорового материала животным.
Для определения абсолютно смертельных доз возбудителя сибирской язвы, при пероральном введении его неиммунизированному против этой инфекции крупному рогатому скоту, суспензию спор возбудителя разливали в желатиновые капсулы по 0,30; 0,45; 0,60; 0,75; 0,90; 1,8х109 спор в 1 см3. Капсулы заключали в куски хлеба размером 5х5 - 10х10 см и скармливали животным в следующем порядке:
а) одномоментное введение всей дозы культуры в одной капсуле в один прием,
б) в двух капсулах, в два приема,
в) в трех капсулах, в три приема.
За животными вели наблюдение в течение 7 сут; при этом учитывали количество павших животных от каждой дозы. Факт гибели животных от сибирской язвы подтверждали путем приготовления мазков крови из надреза уха павших животных и микроскопиро-вания их в световом и люминесцентном микроскопах.
Результаты исследований. Результаты опытов по определению оптимальной дозы перорального заражения крупного рогатого скота спорами возбудителя сибирской язвы представлены в таблице.
С целью подтверждения достоверности полученных результатов, был проведен дополнительный третий опыт. При этом в опыт было взято 6 бычков семимесячного возраста, которым споровую культуру штамма «Ч-7» задавали в капсулах в три приема, в дозах: 0,75 и 1,5 млрд. спор, по 3 головы на дозу. Уже на следующий день после заражения у всех животных отмечали признаки заболевания: повышение температуры тела до 41,90С, угнетенное состояние, отказ от корма и воды. С внутреннего угла глаз жи-
Таблица
Доза заражения К х 109 Введение всей дозы в 1 прием Дробное введение
в два приема в три приема
0,30 6/0 6/0 6/1
0,45 6/1 6/2 6/3
0,60 6/2 6/3 6/4
0,75 6/3 6/4 6/6
0,90 6/5 6/5 6/6
1,80 6/5 6/5 6/6
Примечание: в числителе - количество использованных, в знаменателе - количество павших животных.
вотных наблюдалось шнуровидное гнойное истечение. Все животные пали в сроки от 36-82 ч после заражения. Гибель животных от сибирской язвы подтверждена выделением культуры из крови уха бычков во всех случаях.
Заключение. Разработанный метод перорально-го заражения крупного рогатого скота со 100%-ным летальным исходом свидетельствует о том, что основной путь заражения возбудителем сибирской язвы - алиментарный. Он не зависит от состояния желудочно-кишечного тракта животного. Это подтверждено гистологическими исследованиями органов и тканей павших от сибирской язвы животных, по результатам которых основным местом всасывания микробных клеток возбудителя и развития септического процесса, является тонкий отдел кишечника. Патоморфоло-гические изменения в нем характеризовались набуханием слизистой оболочки, наличием множественных точечных, полосчатых кровоизлияний. Это также под-
тверждено контрольным введением раствора метиле-новой сини в капсулах, одновременно с инфектом. При этом установлен факт доставки инфекционного материала в нижний отдел сычуга и тонкий отдел кишечника, установлен процесс локализации и всасывания сибиреязвенных спор в тонкой кишке.
Таким образом, в результате проведенных исследований нами разработан способ заражения крупного рогатого скота со 100%-ным летальным исходом. Разработанный способ заражения открывает широкие возможности для изучения иммуногенеза при сибирской язве, длительности иммунитета, определения оптимальных доз вакцины, применяемых для профилактики этого заболевания и тем самым будет способствовать усовершенствованию средств иммунопрофилактики сибирской язвы крупного рогатого скота. Данный способ заражения защищен авторским свидетельством № 1789318 и зарегистрирован в Государственном реестре изобретений патент № 2055592.
Литература
1. Шляхов, Э.Н. Сибирская язва (очерки эпидемиологической, лабораторной диагностики и профилактики) / Э.Н.Шляхов, Е.В.Груз, В.И.Присакарь // Кишинев, 1975. - 162 с.
2. Шувалова, Е.П. Инфекционные болезни / Е.П. Шувалова // 2 издание, М.: Медицина, 1982. - 556 с.
3. Сибирская язва / П.Н. Бургасов, Б.Л. Черкасский, Л.М. Марчук [и др.]. - М., 1970. - 127 с.
4. Коротич, А.С. Сибирская язва / А.С. Коротич, Л.И. Погребняк/ - Киев: Урожай, 1976. - 159 с.
5. Черкасский, Б.Л. Сибирская язва - руководство по зоонозам / Б.Л.Черкасский, П.Н.Бургасов, под ред. В.И. Покровского. - М.: Медицина, 1983. - С. 207-217.
6. Василевич, А.И. Случай сибиреязвенной септицемии у свиней / А.И. Василевич // Ветеринария. - 1946. -№2-3. - С.45.
7. Дерижанов, С.М. Патологическая анатомия и патогенез кишечной формы сибирской язвы / С.М. Дерижа-нов. - Смоленск, 1935. - 62 с.
8. Hruska, K. Infektion, Vakzination and Immunitat beim sogenanten interlichen Milzbrand / K.Hruska // sbl. Bakt. J. Abt. Orig. - 1927. - Bd. 102. - P. 174.
9. Жуков, М.Д. Возможность спонтанного заражения белых мышей сибирской язвой / М.Д.Жуков // Труды Военно-ветеринарной академии РККА. Т.1. - М., 1939. - С. 351-358.
10. Учебник физиологии / К.М.Быков, Г.Б.Владимиров, В.Е.Делов [и др.]. - М.: Медгиз, 1954. - 892 с.
11. Лавров, Л.В. О септической форме сибирской язвы / Л.В.Лавров, Г.В.Покровский // Труды Горьковского мед.ин-та. - Т.18. - Горький, 1964. - С. 154-157.
13. Соловьев, Н.С. Патологическая анатомия кишечной формы сибирской язвы у человека - по данным Ярославской эпидемии / Н.С. Соловьев // Труды 1 Всесоюз. съезда патологоанатомов. - Киев: Научная мысль, 1929. - С.218-224.
14. Голковский, М.Д. Сибирская язва у человека / М.Д.Голковский // Здоровье Белоруссии. - 1970. - №2. - С.87.
ABOUT WAYS OF INFECTION WITH ANTHRAX
'Sadykov N.S. - Doctor of Veterinary Sciences, professor; 'Mustafina E.N. - Candidate of Veterinary
Sciences; 'NizamovR.N. - Doctor of Veterinary Sciences, professor;
2Mustafin T.R. - Candidate of Biological Sciences.
'Federal Center for Toxicology, Radiation and Biological Safety, Kazan (e-mail: vnivi@mail.ru).
2The Company "PromAseptika", Kazan (e-mail: swa862@mail.ru).
At the moment, there is no common opinion about the path through which parts of the digestive tract the causative agent of anthrax penetrates into the host's body during alimentary infection. Considering the contradictory nature of the available literature data and in accordance with the assignment, we conducted studies on the evaluation of various methods of infection and the development of the most effective technology for experimental infection of cattle, which could be used in veterinary practice to evaluate the effectiveness of therapeutic and preventive means of anthrax.
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 3/2018
