В.И.Терехов, зав.кафедрой эпизоотологии Кубанского ГАУ, д.б.н.
Н.В.Колесникова, Я.М.Караев, аспираны Кубанского ГАУ
Эшерихиоз (колибактериоз, колиэнтерит, колисепсис, колиэнтеротоксемия) - острое инфекционное заболевание молодняка животных и птиц, проявляющееся септицемией, токсемией и энтеритом. У поросят эшерихиоз чаще всего протекает в энтеритной и энтеротоксемической форме.
Возбудителем болезни является кишечная палочка (Escherichia coli). Это - подвижная, грамотрицательная короткая с закругленными концами палочка. Она факультативный анаэроб не требовательна к питательным средам, поэтому хорошо растет на обычном мясопептонном агаре и мясопетпонном бульоне. Для быстрой идентификации и выделения кишечной палочки используют дифференциально-диагностическую среду Эндо, на которой бактерия растет в виде малиново-красных с бронзовым отливом колоний. Патогенные формы E.coli на кровяном агаре дают различного рода гемолиз. Энтеротоксигенные E.coli растут с образованием ?-гемолиза, а энтерогеморрагические – ?-гемолиза.
Рис.1 Кишечная палочка под микроскопом
Рис.2 Рост кишечной палочки на среде Эндо
Рис.3 Рост энтеротоксигенных эшерихий (?-гемолиз)
Рис.4 Рост энтерогеморрагических эшерихий (?-гемолиз)
Кишечная палочка имеет 173 О-серологические группы, каждая из которых потенциально может вызывать ту или иную форму эшерихиоза. Работами отечественных ученых проводимых в 60-70-х годах 20 века по изучению этиологии эшерихиозов у молодняка селькохозяйственных животных и птиц был установлен основной состав E.coli, обуславливающий заболевание. На основании полученных данных был разработан диагностикум по серологической идентификации патогенных эшерихий, включающий 33 О-сыворотки. В конце 90-х годов к этому набору была добавлена еще одна сыворотка, позволяющая выделять E.coli О157. Однако использование данного диагностикума позволяет определить серогруппу только у 25-30% выделенных штаммов кишечных палочек, что, конечно же, исключает достоверность результатов эпизоотологического мониторинга при эшерихиозе. Тем не менее, анализ бактериологических исследований, осуществляемый в ветеринарных лабораториях Краснодарского края показал, что от поросят-сосунов при колидиарее чаще всего выделяются E.coli следующих серологических групп: О26, О8, О18, О138 , О78, О15, О103 и О20. При постотъемной диарее – О1, О2, О8, О15, О18 и О9. При отечной болезни (колиэнтеротоксемия) – О138, О26, О141, О18, О15, О9.
Кишечная палочка широко распространена в окружающей среде и кишечном тракте, как молодняка, так и взрослых животных. Свиноматки являются основным источником патогенных форм возбудителя эшерихиоза для новорожденных поросят, сами они не болеют, т.к. устойчивы к энтеротоксинам кишечной палочки, и, кроме того, патогенному действию эшерихий у взрослых животных препятствуют симбиотические микроорганизмы, количество которых существенно превышает количество E.coli. Путь передачи преимущественно алиментарный, с данным способом проникновения в организм животных связан главный симптом болезни – профузный понос. У новорожденных поросят больных эшерихиозом цвет каловых масс от белого до желтого с различными оттенками. У поросят-отъемышей эшерихиоз сопровождается профузным поносом черного или темно-коричневого цвета.
Рис.5 Новорожденный поросенок больной колидиареей. Характерный цвет и консистенция каловых масс.
Между тем при эшерихиозе возможен также аэрогенный путь проникновения возбудителя, при этом заболевание проявляется поражением респираторного тракта или септицемией, а также внутриутробный – в этом случае отмечается высокая смертность поросят в первые 2-3 дня после рождения, а также рождение мертвых либо с различными патологиями в развитии (слепота, неправильной формы череп, искревление конечностей и др.) плодов. Появление такой формы эшерихиоза как отечная болезнь связано с эндогенной инфекцией, когда в кишечнике поросят-отъемышей резко увеличивается количество патогенных форм эшерихий.
Факторами, способствующими возникновению инфекции у поросят являются, прежде всего, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия содержания: повышенная влажность, загрязнение моче-каловыми массами клеток, низкая питательность и загрязнение микотоксинами кормов. Отсутствие в большинстве хозяйств технологии подготовки свиноматок к опоросу создает постоянную угрозу возникновения и развития болезни. Кроме того, несоблюдение свинарками правила убирать сначала в клетках со здоровыми поросятами, а затем в клетках с больными с последующей дезинфекции веников и скребков, приводит к быстрому перезаражению животных всего тура. Как любая кишечная инфекция эшерихиоз может передаваться через насекомых (мухи, тараканы) и грызунов (мыши, крысы).
Согласно современным знаниям, эшерихии, выделяемые при кишечных и септических болезнях животных, подразделяются на энтеропатогенные, энтеротоксигенные, энтероинвазивные, энтерогеморрагические и септические. Данная градация основана на наличии у кишечной палочки определенных факторов патогенности и достаточно условна, т.к. один и тот же штамм может одновременно обладать рядом патогенных свойств. В таблице 1 приведены наиболее распространенные у E.coli факторы патогенности.
Таблица 1. Факторы патогенности кишечной палочки
| Факторы | Клиническое проявление |
|---|---|
| Пили К 88, К 99, F 41, A 20, 987 P | Водянистая диарея, токсикоинфекция |
| Инвазивность | Водянистая диарея с примесью крови |
| нтеротоксин, повреждающий микроворсинки кишечника | Диарея, септицемия |
| VT1 и VT2-токсины (веротоксин) | Геморрагическая диарея и отечная болезнь |
К энтеропатогенным видам относят эшерихии продуцирующие клеточно связанный протеиновый токсин и энтероадгезивный фактор. Особенностью действия эндотоксинов (О-антиген) является цитолитический и анафилоксигенный эффект, результатом которого является разрушение клеток эпителия, атрофия и дегенерация ворсинок, эрозия и некроз пейеровых бляшек, повреждение кровеносных сосудов, нейронов, блокирование лимфоидно–макрофагальной системы, нарушение функции надпочечников и щитовидной железы, проявляющихся чаще всего гипертермией, диспепсическим синдромом, сердечно-сосудистой и вегетативной патологией
Энтеротоксигенные варианты продуцируют адгезивные антигены и экзотоксины двух типов – термастобильный и термолабильный, именно с ними связывают чаще всего диареи у новорожденных животных. Особенностью энтеротоксинов является то обстоятельство, что их действие ограничивается только влиянием на клеточную мембрану энтероцитов, а именно медиаторную систему, поэтому чаще всего каких-либо специфических морфологических изменений в слизистой кишечника не происходит. Между тем в сочетании с продуктами метаболизма действуют раздражающе на слизистую тонкой кишки.
Кишечные палочки способные внедрятся в эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника и размножаться там с последующим проникновением в кровяное русло, называются энтероинвазивными. Энтероинвазивные штаммы E. coli после прикрепления к микроворсинкам сразу же вызывают их разбухание и деструкцию, активно проникают в цитоплазму эпителиоцитов с последующим внутриклеточным размножением. Бактерии, размножаясь в цитоплазме энтероцитов распространяются в кишечном эпителии с проявлением эндотоксемии и цитотоксемии, развитием эрозий, язв и резко выраженного воспаления.
Энтерогеморрагические клоны E. coli вырабатывают веро– или шига–подобный токсин, который обуславливает дизентериеподобную диарею и отечный синдром. Действие токсина основано на цитотоксическом и нейротоксическом эффекте. Причем последний обусловлен не столько прямым действием на нейроны, сколько воздействием на сосуды и гематоэнцефалический барьер, проницаемость которого увеличивается при интоксикации в 2 раза. В зависимости от возраста меняется и объект поражения шига-токсина. У поросят-сосунов рецепторы к токсину в основном сосредоточены на эпителиоцитах толстой кишки, а у поросят-отъемышей (старше 30 дней) – на эпителиоцитах кровяносных сосудов, в связи с чем у них при энтерогеморрагическом эшерихиозе развивается либо диарейный, либо отечно-нервный синдром, сопровождающийся и в том и другом случае воспалительным процессом.
Септические E.coli способны не только проникать в кровоток, но и размножаться там, вызывая патологический процесс. Установлено, что кишечная палочка у новорожденных животных может вызывать септический процесс только в случае значительного поступления в кровяное русло, что возможно в естественных условиях при внутриутробном заражении, инфицировании до потребления молозива, когда открыт кишечный гемопоэтический барьер и низком уровне защитно–приспособительных способностях. Основные факторы патогенности септических эшерихий обусловлены наличием эндоксина, плазмид, капсулы, гемолизинов.
Между тем развитие острой кишечной колибактериозной инфекции связывают с наличием 3 групп факторов патогенности. Первая группа определяет адгезию и колонизацию, вторая – сообщает устойчивость бактерий к фагоцитам и гуморальным факторам защиты хозяина, третья – обуславливает диарейный и токсический компоненты кишечного заболевания. В прикреплении эшерихий и колонизации организма принимают участие фимбриальные структуры, которые являются поверхностными придатками бактерий. В настоящее время у E. coli, вызывающих диарейные заболевания у поросят, выявлено две разновидности адгезивных антигенов – общие и специфические.
Адгезины общего типа или фимбрии 1 типа участвуют в прикреплении бактерий друг к другу и различным клеткам животного и растительного происхождения. В отличие от фимбрий 1 типа, специфические антигены адгезии встречаются преимущественно у энтеротоксигенных E. coli. На одной и той же клетке могут присутствовать одновременно и фимбрии 1 типа и специфические адгезины. Среди энтеротоксигенных изолятов E. coli, вызывающих диареи у поросят, встречаются следующие антигены адгезии: К99, К88, 987Р, F41, Att25, F210, F92в, F1. Однако продолжают выделяться и ранее неизвестные фимбриальные адгезины.
Данные о частоте встречаемости отдельных типов адгезинов у патогенных эшерихий изолированных от поросят в хозяйствах Краснодарского края показали, что от них в подавляющем большинстве случаев выделяются эпизоотические штаммы, обладающие адгезинами К88 (53,4%). Значительно реже встречаются эшерихии с адгезинами 987Р (16,4%) и А20 (14,5%), К99 (10,2%) и F-41 (5,5%).
После проникновения и закрепления клеток E. coli в организме животного, вторая основная задача возбудителя состоит в том, чтобы удержаться в нем, поскольку в отношении бактерий активизируются собственные клеточные и гуморальные механизмы защиты хозяина. Наличие у эшерихий О- и К- антигенов препятствует поглощению бактерий макрофагами, а поглотившимся – способствуют переживанию или даже размножению в них; наличие белков наружной мембраны, ЛПС и JgА–протеазы обеспечивает защиту от бактерицидного действия системы антитело – коплемент; капсульные антигены К1, К4, К5 и др. полисахариды обуславливают слабую иммунную реакцию и явление антигенной мимикрии; способность ряда штаммов нейтрализовать лизоцим, интерферон, комплемент позволяет им длительно находиться в организме хозяина.
Основная группа факторов, вызывающая развитие диарейного синдрома включает токсины и токсические продукты, которые путем активизации аденилатциклазы нарушают транспорт электролитов и воды через мембраны клеток кишечного эпителия. В результате чего эти вещества переходят в просвет кишечника, что приводит к развитию водянистой диарее и дегидратации организма.
В патогенезе эшерихиоза также огромную роль играют гемолизины и седерофоры. Гемолизин представляет собой бактериальный белок, вызывающий лизис эритроцитов и повышающий вирулентность E. coli. У эшерихий известны две разновидности гемолизина - a и b. a - гемолизин активно экскретируется наружу бактериальной клетки, представляет собой кислый высокомолекулярный протеин, активность которого зависит от присутствия Са++. Показано значение a - гемолизина в развитии сепсиса, токсического отека легких, в поражении почек и нижних отделов мочевыводящих путей. b - гемолизин находится в тесной связи с бактериальной клеткой, считается, что он способствует проникновению E.coli в эпителиальные клетки.
В последние годы как фактор вирулентности предложено расценивать железосвязывающие седерофоры эшерихий – энтерохелин и аэробактина. Септические E. coli для проявления вирулентных свойств в процессе роста и размножения нуждаются в свободных ионах железа. Ассимиляцию железа из внешней среды бактерия осуществляет за счет синтезируемых энтерохелина и аэробактина. Сидерофоры секретируются в среде обитания, связываются там с ионами Fe++ и в виде ферментокомплексов фиксируются на рецепторах E. coli, после чего транспортируется в цитозоль.
Вышеобозначенные факторы патогенности являются основными в механизме развития колибактериозной инфекции и в зависимости от наличия тех или иных форм заболевание проявляется либо в виде септицемии, либо диареи или в смешанной форме. Как правило, патогенные штаммы E. coli имеют сразу 2 и более факторов патогенности, что отличает их от сапрофитных изолятов. В зависимости от биологической особенности (патогенных свойств) E. coli, выделяются и типы ее взаимодействия с эпителием слизистой кишечника. Между тем нами установлено, что способность к токсинообразованию у клинических штаммов эшерихий не постоянное свойство, в процессе хранения и пересевов они теряют гены отвечающие за продукцию токсинов. Это объясняется тем, что факторы патогенности у кишечной палочки закреплены не на уровне хромосомной ДНК, а существуют на внехромосомных участках ДНК – плазмидах, которые могут элиминировать из клетки хозяина.
Несмотря на широкое использование самых современных антибиотических средств и биопрепаратов, тем не менее, эшерихиоз поросят имеет очень большую актуальность так как по количеству случаев заболеваемости и отхода занимает лидирующее положение среди других инфекционных патологий у свиней. Создавшееся положение объясняется с одной стороны имеющимися недостатками препаратов (табл. 2) которые не обеспечивают продолжительного и стойкого благополучия по данной болезни, а с другой стороны отсутствием комплексного подхода в решении данной проблемы.
Таблица 2. Недостатки препаратов, используемых в борьбе с эшерихиозом поросят
| Препарат | Недостаток |
|---|---|
| Вакцины | Ограниченный антигенный состав, часто не отвечающий антигенному составу возбудителей колидиареи и отечной болезни |
| Гипериммунные сыворотки | Не содержат в полном объеме комплекс специфических антител, что не обеспечивает качественную защиту |
| Антибиотики и химиопрепараты | Непродолжительный срок действия; вызывают гибель не только патогенных микроорганизмов, но и симбионтов; обуславливают развитие антибиотикоустойчивых расс; токсичны для самих животных |
| Пробиотики | Бактерии, входящие в состав пробиотиков в незначительном количестве достигают толстого отдела кишечника; слабая приживляемость; не воспроизводят всё видовое многообразие нормальной микрофлоры кишечника |
| Сорбенты | Отсутствие селективности в отношении только патогенных микроорганизмов и токсических продуктов |
| Иммуномодуляторы | Очень дороги; требуют предварительных иммунологических исследований |
Комплексный подход предусматривает воздействие одновременно на все 3 звена эпизоотической цепи – источник возбудителя инфекции (свиноматки перед родами и больные поросята), факторы передачи (помещения, где содержатся животные, инструментарий, насекомые, грызуны) и восприимчивые животные.
В большинстве хозяйств противоэпизоотическая работа основана исключительно на лечении больных поросят, вакцинации супоросных свиноматок и поросят с 2-3-недельного возраста. Между тем вакцинация свиноматок, во-первых, не обеспечивает освобождения их от патогенных эшерихий, а во вторых, зачастую на фоне несбалансированного кормления у них не вырабатываются в достаточно высоких титрах антиэшерихиозные антитела. Поэтому чтобы нейтрализовать этот источник возбудителя необходимо предпринять действия позволяющие вывести возбудителя из организма (желудочно-кишечного тракта) свиноматки и повысить её иммунобиологическую реактивность. Это можно достигнуть, применяя с кормом антибиотики за 5-7 дней до опроса и начиная со второй половины супоросности улучшать кормление свиноматок. Улучшение кормления предусматривает обогащение рациона прежде всего веществами влияющими на иммунную систему организма к которым относятся витамины А, Е и С и микроэлементы цинк и селен. За 2-3 дня до опороса необходимо продезинфицировать клетку, где находится свиноматка и само животное. Для этих целей надо использовать современные дезинфектанты такие как Септустин, Перол, Виркон и др., которые активны против широкого круга возбудителей и безопасны для животных. В своей практике мы с большим успехом использовали для санации желудочно-кишечного тракта свиноматок разработанный кафедрой пребиотический препарат Гидрогемол. Его преимушество перед антибиотиками состоит в том, что элиминация патогенных эшерихий и других микроорганизмов осуществляется не за счет снижения численности кишечной микрофлоры вообще, а за счет резкого увеличения количества симбионтных бактерий, которые своими продуктами метаболизма (молочная, пропионовая, уксусная кислоты и др. вещества) вытесняют гнилостную, токсигенную микрофлору. Кроме того, назначение препарата позитивно сказывается на поедаемости кормов, следствием чего является повышение у синоматок молокоотдачи (на 14-17%).
Вакцинировать свиноматок противоэшерихиозными вакцинами следует не более чем за 30 дней до опороса, т.к. напряженность поствакцинального иммунитета непродолжительна вследствие низкой иммуногенности вакцин. Большинство схем предусматривает 2-кратную вакцинацию, однако убедившись на своем примере, что данная схема не создает надежного колострального иммунитета, в стойко неблагополучных по колибактериозу хозяйствах мы переходили на 3-кратную иммунизацию. В хозяйствах края чаще всего применяются вакцины Коливак и ОКЗ и та и другая это многокомпонентные препараты, и каждая по-своему имеет преимущества. Однако следует сказать, что они не содержат в своем составе шига-токсина, который в настоящее время играет ведущую роль в патогенезе колидиареи и отечной болезни поросят. С помощью ПЦР-диагностики нами было происследовано более 200 штаммов E.coli и при этом установлено, что штаммы, несущие ген шига-токсина встречаются гораздо чаще, чем штаммы, обладающие генами темолабильного и термостабильного токсина. В связи с чем, конечно же, работа над совершенствованием противоэшерихиозной вакцины очень необходима.
В первые сутки после рождения поросята за счет иммуноглобцлинов молозива защищены от колиинфекции, но к 7-10 дню колостральные титры становятся достаточно низкими, а концентрация бактерий в помещении достаточно большой, чем и объясняется появление первой волны заболеваемости. Поэтому в рекомендациях зарубежных специалистов предусматривается в промежутке между 7 и 10 днем проводить поголовную обработку поросят антибиотиками, которую лучше осуществлять путем внутримышечных инъекций. Препаратом выбора должна быть либо пролонгированная лекарственная форма антибиотика либо комплексный антибактериальный препарат, но при этом не следует забывать о чувствительности кишечной палочки к препаратам. Многолетний микробиологический мониторинг, проводимый нами в хозяйствах края показал, что штаммы E.coli, выделенные нами от поросят с различной формой эшерихиоза в 70-100% случаев чувствительны к ампициллину, цефазолину, цефотаксиму, неомицину, гентамицину, фуразолидону, энрофлоксацину, пефлоксацину, ципрофлоксацину, норфлоксацину, диоксидину. Кроме того, для снижения микробной нагрузки крайне необходимым является проведение в этот период дезинфекции помещения в присутствии животных.
Вторая волна эшерихиозной инфекции наблюдается уже в постотъемный период и в зависимости от вирулентности возбудителя может появиться уже на 3 или 6-10 день после отлучения поросят от свиноматок. Учитывая это обстоятельство, на свиноводческих фермах используют вакцинацию поросят против эшерихиоза не менее чем за 10-15 дней до отъема или дачу антибиотиков в течение 7-10 дней после отъема. Применяются и такие технологические приемы как перевод поросят на престартерный, а затем и стартерный корм, и увеличение кратности (до 8 раз) кормления при уменьшении объема раздаваемого корма. В этот период также необходима дезинфекция помещения в присутствии животных, которая должна проводиться через каждые 2-3 дня в течение первых 2 недель.
Учитывая предрасположенность поросят к эшерихиозу в постотъемный период, мы рекомендуем более строго подходить к условиям содержания животных особенно при этом обращать внимание на температуро-влажностный режим (температура воздуха не должна быть ниже 200С, а влажность – выше 65%) и качество корма. Например четко установлено, что дефицит алиментарного кальция ведет к резкому снижению в кишечнике лакто- и бифидобактерий и одновременному увеличению патогенных энтеробактерий и стафилококков. Переохлажение поросят также приводит к существенным нарушениям в кишечном в микробиоценозе следствием чего является всплеск кишечных инфекций. В какой-то мере нивелировать санитарно-гигиенические упущения можно используя кормовые или лечебные антибиотики (достаточно хорошим действием обладает комбинация тетрациклина, фуразолидона и метронидазола), а также сорбенты, биогенные стимулиторы (тканевые препараты, АСД-2), иммунномодуляторы. Однако эффект будет недостаточно продолжительным или вовсе низким если не будут предприняты меры по ликвидации основной или предрасполагающей причины появления диарей. В качестве альтернативы антибиотикам и пробиотикам мы испытали в ряде хозяйств гидрогемол, при этом было установлено применение его за 3 дня до отъема и в течение 10 дней после него у поросят заболеваемость колиэнтеротоксемией снижается на 30-50%, а гибель от этого заболевания сокращается в 5-8 раз. Кроме того, за счет повышения численности симбиотических микроорганизмов существенно повышались конверсия корма и привесы.
Работу по повышению устойчивости молодняка свиней к эшерихиозу необходимо сочетать с мероприятиями, ликвидирующими возможность распространяться возбудителю. В настоящее время на большинстве ферм практически не проводится дезинсекция, недостаточно эффективно провидится дератизация, редко на какой ферме можно увидеть емкости для дезинфекции инвентаря. Между тем недооценка этих мероприятий приводит к постоянному циркулированию возбудителя как внутри фермы и хозяйства, так и обмену возбудителями между хозяйствами.
Таким образом, зная биологию возбудителя, формы проявления болезни и особенности эпизоотического процесса можно не только сдерживать развитие инфекции, но и постоянно проводя комплексные мероприятия по борьбе с патогенными формами кишечной палочки можно добиться стойкого благополучия по эшерихиозу поросят.
http://vetkuban.com/num2_20069.html