Сальмонеллы хемоорганотрофы, температурный оптимум составляет 35–37 °С, оптимум рН — 7,2–7,4. Факультативные анаэробы, хорошо растут на простых питательных средах. Рост сальмонелл подавляют или ограничивают высокие концентрации хлорида натрия и сахара. На питательных средах сальмонеллы образуют типичные для большинства энтеробактерий мелкие (2–4 мм) прозрачные S-колонии. Также они формируют шероховатые и сухие R-колонии. Для выделения используют дифференциально - диагностические среды (висмут - сульфит агар, среды Эндо, Плоскирева, SS агар) и среды обогащения (селенитовый бульон, желчный бульон, среда Раппопорта). На агаре Эндо образуют мелкие (от 1 до 4 мм) S-колонии розоватые и прозрачные, на агаре Плоскирева — бесцветные и выглядят более плотными и мутноватыми, на висмут-сульфитном агаре — чёрно-коричневые, с металлическим блеском, окружены чёрным «гало», среда под колониями окрашивается в чёрный цвет. Исключение составляют S. paratyphi А, S. choleraеsuis и некоторые другие, образующие на висмут-сульфитном агаре коричнево-зеленоватые колонии. На бульоне S-формы дают равномерное помутнение среды; R-формы — осадок.

Антигенная структура

Антигенная структура сальмонелл и принципы их классификации - схема Кауфмана-Уайта. Для бактерий рода Salmonella характерно наличие следующих ан­тигенов: О-антигена, называемого соматическим, Н-антигена (жгути­кового) и К-антигена (футлярного, или оболочечного).

О-аптиген термостабилен, расположен в клеточной стенке, по своей природе является полисахаридно-белково-липидным комплек­сом. Антигенная специфичность О-антигена связана с полисахаридом, который неоднороден и у сальмонелл одного вида состоит из несколь­ких антигенных рецепторов. Антигенные рецепторы обозначаются цифрами 1,2,3,4...и т.д.

Футлярные К-антигены термолабильны, находятся в клеточной стенке более поверхностно, чем О-антигсн. У сальмонелл обнаруже­ны относящиеся к К-антигенам Vi-Aг (антигены вирулентности). Благодаря более поверхностному расположению (чем О- антигены) Vi- антиген может препятствовать агглютинации культур сальмонелл О- специфической сывороткой (экранирование).

Н-антиген термолабилен, по химической природе является бел­ком (флагеллин), располагается в жгутиках. У бактерий одного и того же вида Н-антиген может состоять из двух антигенных комплексов, отличающихся по серологической специфичности. Такие бактерии называются двухфазными и могут существовать в двух фазах, для каж­дой из которых характерно наличие соответствующих антигенных ком­плексов. Антигены 1-й фазы (или специфической), как правило, обозначаются малыми буквами латинского алфавита: а, Ь, с, d ...и т.д., а антигены 2-й фазы (неспецифической) цифрами: 1, 2, 3, 4 ... и т.д.

Кауфман и Уайт на основе антигенной структуры разделили всех представителей рода Salmonella на серологические группы, составлен­ные по признаку общности О-антигенов. Каждая группа характеризу­ется наличием определенного антигенного рецептора, который отсутствует у представителей других групп. В соответствии со структурой О- антигенов сальмонеллы подразделяют на О- группы (67 серогрупп), в каждую из которых входят серологические типы, отличающиеся строением Н- антигенов. Принадлежность сальмонелл к определенному серовару устанавливают при изучении антигенной структуры в соответствии со схемой Кауфманна - Уайта. Примеры: серотип S.paratyphi A относится к серогруппе А, S.paratyphi В - к серогруппе В, S.paratyphi С - к группе С, S.typhi - к серогруппе D.

Биохимические свойства

Метаболизм - окислительный и бродильный. Сальмонеллы ферментируют глюкозу и другие углеводы с образованием кислоты и газа (серотип Salmonella typhi газообразования не вызывает). Обычно не ферментируют лактозу (на средах с этим углеводом - безцветные колонии), сахарозу. Оксидаза - отрицательны, каталаза - положительны. Реакция Фогеса - Проскауэра отрицательна.

На основании биохимических (ферментативных) свойств сальмонеллы разделены на четыре группы. Характерные признаки сальмонелл - образование сероводорода, отсутствие продукции индола и аэробность. 

Таблица 9. Биохимические свойства тифозных и паратифозных бактерий

Факторы патогенности

1.Факторы адгезии и колонизации. Адгезию к клеткам эпителия обеспечивают пили 1-го (манноза-чувствительные), 3-го (агглютинируют эритроциты, обработанные таннином) и 4-го типов. В отличие от шигелл, сальмонеллы не могут самостоятельно проникать в эпителиальные клетки ЖКТ, а попадают в них посредством эндоцитоза.

2. Способность к внутриклеточному паразитированию, препятствовать фагоцитозу, размножаться в клетках лимфоидной ткани выражены у возбудителей брюшного тифа, паратифов А и В, способствуя хроническому носительству.

3.Эндотоксин (ЛПС), ос­вобождающийся при разрушении бактерий.

4. Термолабильные и термостабильные энтеротоксины.

Термолабильный LT-токсин, сходный с энтеротоксином эшерихий и холерогеном возбудителя холеры, увеличивает содержание цАМФ.

Термостабильный ST-токсин напоминает цитотоксин шигелл и нарушает синтез белков и активирует образование простагландинов.

5. Цитотоксины.

6. Существенное значение имеют плазмиды вирулентности и R- плазмиды.

7. Vi - антиген ингибирует действие сывороточных и фагоцитарных бактериоцидных факторов. Это высокомолекулярный полимер, кото­рый состоит из соединенных между собой остатков N-ацетилгалактозаминуроновой кислоты. С наличием Vi-антигена свя­зывают повышенную вирулентность брюшнотифозных бактерий. Со­держащие Vi-антиген культуры S.typhi (обычно это штаммы, свежевыделенные от больных) называются V-формой, не имеющие его - W-формой. Культуры в V-форме агглютинируются анти-Vi-сывороткой и не агглютинируются анти-О-сывороткой, так как О-антиген "мас­кирован" более поверхностно расположенным Vi-антигеном. После прогревания бактерий при 100°С в течение 30 минут О-агглютинабильность восстанавливается вследствие разрушения Vi-антигена. Этот антиген является рецептором дл брюшнотифозных Vi-фагов, на чем основано фаготипирование S.typhi.

Основными факторами патогенности сальмонелл является их способность проникать в макрофаги и размножаться в лимфоидных образованиях собственно слизистого слоя тонкого кишечника (пейеровы бляшки, солитарные фолликулы), а также продукция эндотоксина.

У возбудителей брюшного тифа и паратифов обнаружены фак­ торы адгезии и колонизации. У них имеются факторы инвазии. Важной особенностью возбудителей является способность размно­жаться в макрофагах, что способствует их выживанию и распрост­ранению по всему организму.

9. Патогенез

Различия клинических форм заболеваний, вызываемых сальмонеллами, зависит от вирулентности и дозы возбудителя и состояния иммунной системы организма. Обычная доза, вызывающая клинические проявления - 10⁶ - 10⁹ бактерий, меньшая доза достаточна при иммунодефицитах, гипохлоргидрии и других заболеваниях желудочно-кишечного тракта.

Выделяют следующие основные формы сальмонеллезной инфекции: гастроинтестинальную, генерализованную (тифоподобный и септикопиемический варианты), бактерионосительство (острое, хроническое, транзиторное).

Существенные патогенетические особенности инфекционного процесса, вызываемого серотипами S.typhi, S.paratyphi A,B, являются основанием для выделения тифо- паратифозных заболеваний в самостоятельную нозологическую группу. Каждой фазе патогенеза соответствует клинический период заболевания и своя тактика лабораторного обследования. Основные фазы - внедрения возбудителя (соответствует инкубационному периоду), первичной локализации возбудителя (продромальный период), бактеремии (первая неделя заболевания), вторичной локализации сальмонелл (разгар заболевания - 2-3 недели), выделительно-аллергическая (реконвалесценция - 4 неделя заболевания).

Проникшие через рот сальмонеллы попадают в эпителиальные клетки двенадцатиперсной и тонкой кишки посредством эндоцитоза. Они легко проникают в эпителиальные клетки, но не размножаются здесь, а проходят и размножаются в лимфатическом аппарате тонкого кишечника. Сальмонеллы размножаются преимущественно в lamina propria (первичная локализация), что сопровождается местной воспалительной реакцией слизистой оболочки, притоком жидкости в очаг поражения и развитием диарейного синдрома (гастроэнтерит). Энтеротоксины повышают уровень циклического аденомонофосфата (цАМФ), происходит повышение уровня гистамина и других биологически активных веществ, проницаемости сосудов. Наблюдаются водно-электролитные нарушения, развиваются гипоксия и ацидоз, которые усугубляют патологический процесс с преобладанием сосудистых расстройств. Происходит разрушение части сальмонелл с выделением эндотоксина, сенсибилизация (ГЗТ) лимфатического аппарата тонкого кишечника.

Из слизистой оболочки сальмонеллы могут попадать в лимфу и далее в кровоток, вызывая бактеремию. В большинстве случаев она носит транзиторный характер, т.к. сальмонеллы элиминируются фагоцитами.

В отличие от других сальмонелл, возбудители брюшного тифа и паратифов, проникнув в кровоток, способны выживать и размножаться в фагоцитах. Они могут размножаться в мезентериальных лимфоузлах, печени и селезенке и вызывать генерализацию процесса. После гибели фагоцитов сальмонеллы вновь поступают в кровь. При этом Vi- антиген ингибирует бактерицидные факторы.

При гибели сальмонелл освобождается эндотоксин, угнетающий деятельность центральной нервной системы (тиф - от греч. typhos - туман, спутанное сознание) и вызывающий длительную лихорадку. Действие эндотоксина может вызвать миокардит, миокардиодистрофию, инфекционно - токсический шок.

В результате бактеремии происходит генерализованное инфицирование желчного пузыря, почек, печени, костного мозга, твердых мозговых оболочек (вторичная локализация сальмонелл). Происходит вторичная инвазия эпителия кишечника, особенно пейеровых бляшек. В сенсибилизированной сальмонеллами стенке развивается аллергическое воспаление с образованием основного грозного осложнения - брюшнотифозных язв. Наблюдается длительное носительство сальмонелл в желчном пузыре с выделением возбудителя с испражнениями, пиелонефриты, кровотечения и перфорации кишечника при поражении пейеровых бляшек. Затем происходит формирование постинфекционного иммунитета, элиминация возбудителя и заживление язв или формирование бактерионосительства (в Западной Сибири часто на фоне хронического описторхоза).

Таким образом, в течение 1-ой недели заболевания у всех больных имеется бак­териемия, которая при дальнейшем течении болезни постепенно пре­кращается. Часть возбудителей с кровью заносится в паренхиматозные органы, и в костный мозг, где продолжается их размножение в макро­фагах, а также гибель, при которой высвобождаются новые порции эндотоксина. С конца 1-ой - начала 2-ой недели заболевания возникают за­щитные реакции: образуются специфические антитела, активируется фагоцитоз, однако преобладают проявления гуморального иммуните­та. Организм больного в значительной степени освобождается от воз­будителей, уменьшается интоксикация, но нарастает воспалительный процесс в лимфатическом аппарате тонкого кишечника. Этому спо­собствует вторичный занос в просвет тонкого кишечника из желчного пузыря и инвазия возбудителей в лимфатические элементы. В желч­ном пузыре бактерии находятся в благоприятных условиях и защище­ны от воздействия антител, что способствует их длительному сохранению. Начиная с конца 2-ой - начала 3-ей недели возбудители вместе с некротическими массами поступают в просвет тонкой кишки и выделяются с испражнениями обычно вплоть до клинического выздоровления. Иногда бактериовыделение затяги­вается и может перейти в хроническое бактерионосительство (у 3-5% переболевших).

Иммунитет

Иммунитет после перенесенно­го заболевания напряженный и длительный. Вырабатываются иммуноглобулины, обладающие протективными свойствами. Они активируют фагоцитарную реакцию организма, способствуют лизису бактерий. Титр АТ начинает возрастать со 2 недели – используется в серодиагностике. Протективный иммунный ответ обеспечи­вается синергичным действием клеточного иммунного ответа, в котором ведущая роль принадлежит активированным макрофагам.

Гуморальный иммунитет самостоятельно не обладает протективной активностью, а явля­ется свидетелем инфекционного процесса. Причем первыми к концу 1-й недели заболе­вания появляются антитела к О-антигену, ко­торые максимальных титров достигают к раз­гару заболевания, а затем исчезают. Антитела к Н-антигену появляются в период реконвалесценции и у привитых лиц и длительно со­храняются. У бактерионосителей брюшного тифа обнаруживаются антитела к Vi-антигену. Возникновение бактерионосительства связано с функциональной недостаточностью макрофагов.