НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Заключение

Применение новейших методов исследования обеспечило накопление за последние 15 - 20 лет большого объема сведений по морфологии, репродукции, химической композиции, метаболизму и изменчивости риккетсий. В свете полученных данных значительно расширились представления о их природе и биологических свойствах, причем многие понятия подверглись серьезной ревизии. Изучение биологии риккетсий позволило правильно определить их место в системе живых организмов.

Применение электронной микроскопии, замедленной микрокиносъемки и выращивания риккетсий в культурах клеток для наблюдения за динамикой их развития позволило проследить за фазами репродукции возбудителя и на этом основании предположить, что бинарное деление является не единственным и, вероятно, не основным способом воспроизведения новых особей. Возможно также, что способ воспроизведения риккетсий в значительной мере зависит от элективности среды выращивания. Сложная морфологическая структура, своеобразная химическая композиция, способность к автономному окислению всех членов цикла Кребса, а также способность усваивать и синтезировать специфические углеводы, липиды и аминокислоты свидетельствуют о высокой биологической организации риккетсий. Обнаружение у риккетсий метаболических процессов, связанных с окислением продуктов обмена, указывает на наличие самостоятельной энергетической активности, необходимой для синтеза жизненно важных для риккетсий субстратов. Эти и другие особенности биологических свойств риккетсий приближают их к бактериям. Неспособность к росту на авитализированных средах может зависеть от утраты в процессе эволюции некоторых энзимных систем в ходе приспособления к внутриклеточному паразитизму. Элективность риккетсий, связанная с неодинаковой способностью к воспроизведению в различных условиях среды и трудностью адаптации к новым средам выращивания, находит свое объяснение в том, что при попадании в новые условия нарушаются сложившиеся энзимные взаимоотношения риккетсий и клеток и наступает как бы настройка на новый метаболический режим, что требует определенного времени для приспособления к новым условиям обитания. При этом, как правило, наиболее благоприятные условия для максимального размножения риккетсий сохраняются при выращивании их в естественных для каждого вида возбудителя средах обитания (вши - для риккетсий Провачека, блохи - для риккетсий Музера, клещи - для риккетсий Бернета и риккетсий клещевых лихорадок) и даже длительная адаптация к другим моделям в большинстве случаев не приводит к достижению оптимума роста. Все это свидетельствует о глубоких связях метаболизма риккетсий с энзимными системами клеток.

Прямое изучение обмена веществ у риккетсий показало, что метаболическая активность их тесно связана с энзимами клеток. Неудачные попытки выращивания риккетсий на простых авитализированных средах в первую очередь определяются отсутствием в них необходимых пластических веществ и энзимов. Положительный опыт выращивания риккетсий волынской лихорадки на сложной среде КЖМ является первым шагом к созданию на основе изучения метаболизма риккетсий сложных синтетических сред, включающих аминокислоты, витамины, ферменты и другие вещества, на которых риккетсии смогут расти так же хорошо, как и в клетках. Для возбудителя волынской лихорадки характерна способность к внеклеточному развитию. Размножение риккетсий Бернета, происходящее в клетках тканевых культур внутри вакуоли, как бы в замкнутой полости, ограниченной мембраной, через которую поступают все необходимые питательные вещества, свидетельствует, что для риккетсий необходимы не контакт с цитоплазмой живой клетки, а определенные пластические и энергетические вещества.

Изучение биологических свойств риккетсий позволило установить, что по сложной морфологической структуре, химической композиции и метаболической активности риккетсии значительно отличаются от истинных вирусов. В отличие от последних риккетсии имеют не одну, а две нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), чувствительны к действию антибиотиков, лучше размножаются в условиях пониженного метаболизма клеток. Все это определяет их своеобразие и позволяет выделить в особый класс микроорганизмов, занимающий промежуточное положение между вирусами и бактериями.

В этом отношении, несомненно, наиболее правильна определяет таксономическое положение риккетсий П. Ф. Здродовский, который выделил их в самостоятельную группу микроорганизмов.

Высокая морфологическая и физиологическая композиция риккетсий как живых организмов определяет и сложность их взаимодействия с окружающей средой, выражающуюся - в высокой степени организации защитных и приспособительных механизмов. Несомненный интерес представляют исследования, позволившие установить существование нескольких своеобразных форм изменчивости риккетсий, выработавшихся в процессе приспособления к различным условиям обитания. В настоящее время представляется правомерным выделение двух видов изменчивости у риккетсий: физиологической и генетической (по Weiss). Достаточно высокая чувствительность риккетсий к условиям среды, в которой происходит их размножение, определяет возможность путем изменения характера выращивания возбудителя получать новые разновидности, обладающие более или менее отличными от исходных штаммов свойствами.

Весьма своеобразные изменения риккетсий отмечены в процессе хранения. Установлено, что при длительном хранении или воздействии температурного фактора риккетсии частично утрачивают вирулентность и инфекционность для лабораторных животных и куриных эмбрионов, однако даже непродолжительное пассирование на куриных эмбрионах приводит к восстановлению исходной вирулентности и инфекционности. Аналогичное состояние утраты и восстановления вирулентности риккетсий было воспроизведено в опытах in vitro при инактивации риккетсий нагреванием и последующей реактивации в присутствии коэнзима А и дифосфопиридиннуклеотида. В этой связи правомерно заключение о том, что утрата риккетсиями патогенности обусловлена потерей определенных энзимов. Восстановление же энзимов обеспечивает восстановление жизнедеятельности риккетсий и проявление их патогенности. Таким образом, прослеживается зависимость вирулентности риккетсий от состояния их метаболической активности.

Исключительный интерес представляют наблюдения относительно резких изменений физиологической активности риккетсий Риккетса от условий обитания их хозяев - иксодовых клещей. Так, в случае хранения инфицированных клещей при низкой температуре находящиеся в них риккетсии утрачивают вирулентность, однако после подкормки клещей кровью или выдерживания 2 суток при 37° вирулентность восстанавливается. Наконец, восстановление вирулентности удалось осуществить in vitro при инкубировании с дифосфопиридинну - клеотидом, коэнзимом A и даже с экстрактом из клещей, причем была установлена корреляция между вирулентностью и адсорбцией риккетсий на клетках морской свинки.

Результаты указанных исследований позволяют полагать, что для проникновения в клетку и развития инфекционного процесса, т. е. для проявления вирулентности, риккетсии должны обладать определенной энергетической активностью, снижение которой и характеризует физиологическую изменчивость риккетсий.

Интересные закономерности изменения свойств были зарегистрированы у риккетсий Бернета при выращивании в развивающихся куриных эмбрионах (феномен фазовой вариации). Оказалось, что наличие антигенного компонента I фазы имеет громадное значение для биологических свойств риккетсий Бернета, причем его утрата сопровождается резким снижением патогенности как для лабораторных животных, так и для человека с превращением в аттенуированный вариант, который может рассматриваться как вакцинный штамм (например, вариант М-44, полученный при длительном выращивании в куриных эмбрионах штамма Брита).

Выраженное снижение вирулентности зарегистрировано у риккетсий Провачека при выращивании в развивающихся куриных эмбрионах (штамм E) и во вшах (штамм 5/6б). Изучение этих аттенуированных штаммов не выявило, однако, существенных отличий в антигенной структуре по сравнению с исходными штаммами. С другой стороны, штамм Брейнль, изолированный в начале 20-х годов в Варшаве, после многолетнего выращивания в организме морских свинок и после 100 пассажей на куриных эмбрионах, т. е. спустя 40 лет после выделения, сохранил вирулентность для человека.

Получение аттенуированных штаммов риккетсий Бернета и риккетсий Провачека, по своей природе представляющих варианты высоковирулентных штаммов, а также стойкость новых свойств и отсутствие реверсий свидетельствуют о глубоких генетических изменениях у вариантов М-44, Е и 5/6б по сравнению с исходными культурами.

Штаммовые различия, обнаруженные в отдельных очагах риккетсиозов, например у риккетсий Риккетса, риккетсий Бернета и возбудителя лихорадки цуцугамуси, свидетельствуют о возникновении в природе отдельных разновидностей одного вида риккетсий. Так, например, Price выделил, типы штаммов риккетсий Риккетса R, S, T и U, которые различаются по вирулентности для морских свинок, хотя некоторые другие свойства у них оказались одинаковыми. С другой стороны, штаммовые различия в естественных условиях у риккетсий Провачека менее выражены, что, однако, не исключает возможности возникновения штаммов, занимающих промежуточное положение между риккетсиями Провачека и Музера. Весьма важно, что биохимические исследования не позволили выявить каких-либо отличий у малопатогенного штамма E и высоковирулентных штаммов риккетсий Провачека. Таким образом, генетические изменения, повлекшие существенное снижение вирулентности риккетсий Провачека, оказались трудноразличимыми при применении биохимических методик. Вместе с тем аттенуированный вариант риккетсий Бернета - М-44, как показали наши исследования, четко дифференцируется от вирулентных штаммов, поскольку он лишен I антигенного компонента, выявляемого с помощью трихлор-уксусной кислоты. Указанные особенности свидетельствуют о большом влиянии фазовой вариации риккетсий Бернета на активность диагностических и профилактических препаратов, что определяет необходимость строгого отбора пригодных для их изготовления культур возбудителя.

Важное значение представляют исследования Price по трансформации риккетсий, которые являются первым наблюдением в отношении изменения наследуемых признаков риккетсий под влиянием ДНК - Кроме большого теоретического значения, эти исследования, вскрывающие генетические закономерности риккетсий, могут представлять и практическую ценность, позволяя изменять свойства риккетсий в требуемом для человека направлении, например для получения вакцинных штаммов.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



Ученые превратили самца мыши в самку, используя «мусорную» ДНК

Одноклеточные ровесники динозавров рассказали о существовавшем в центре Австралии море

Для появления новых видов млекопитающих достаточно острова площадью 10000 квадратных километров

Ученые перенесли воспоминания от одной улитки другой

Новый микроскоп показал работу клеток внутри организма в 3D

Земной микроорганизм способен питаться метеоритами

Исследована нервная система существа возрастом 518 миллионов лет

Ученые построили модель нервной системы головастика

«Альтернативная история» белков проливает свет на роль случайности в эволюции

Медузы тоже умеют спать

Можно ли повысить шансы на удачную мутацию?

Учёным впервые удалось успешно заморозить (и разморозить) зародыш рыбы

Новое древо жизни включит «симбиомов» как отдельные организмы

Предок энтерококков появился 450 миллионов лет назад

Эксперимент на улитках подтвердил классическую идею о «двойной цене самцов»

Генетики строят родословное древо архей

Одноклеточные существа изобрели гарпунные пулеметы

Раскрыт один из секретов тихоходок

Обнаружены гигантские вирусы с расширенным репертуаром генов для синтеза белка

Первые шаги земной жизни




© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://biologylib.ru/ 'BiologyLib.ru: Библиотека по биологии'

Рейтинг@Mail.ru