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.