The Yersinia pestis aggregation as a functional adaptation to the flea organism (review)

Full Text

Способность возбудителя чумы к агрегированию в пищеварительном тракте блохи обеспечила становление в процессе эволюции трансмиссивного механизма его распространения [1–5]. Плотные агрегации, формируемые Yersinia pestis в средней кишке блохи и блокирующие преджелудок, окружены внеклеточной матрицей (биоплёнкой) [6]. Она защищает возбудителя от защитных реакций беспозвоночных [2] и начального воздействия иммунной системы теплокровных хозяев [3, 7].

Предметом большинства исследований адаптации Y. pestis к существованию в блохе-переносчике является «блок» преджелудка, а объектом или эталоном сравнения — блоха Xenopsylla cheopis. В организме данной блохи возбудитель чумы чаще проявляется в форме «блоков», а не свободно плавающих, неприкреплённых форм — «глыбок» [8]. В то же время известна точка зрения [9], что бактериальные «глыбки» в желудке блох не служат основой для «блокообразования» в отдалённые от заражения сроки. Такие блохи могут являться своеобразными хранителями микроба, участвовать в заражении шерсти грызуна и гнездовой камеры, обсеменяя окружающую среду живыми бактериями, защищёнными от воздействия неблагоприятных условий внешними мембранными образованиями [3, 10]. На примере блох-переносчиков из сибирских природных очагов чумы нами установлено, что формирование «глыбок» происходило у всех 12 взятых в исследование видов и подвидов этих эктопаразитов, причём различия между активными и неактивными переносчиками по частоте их образования в целом не достоверны [8].

С целью выявления особенностей и условий формирования агрегированных форм («глыбок» и «блоков») Y. pestis в организме Citellophilus tesquorum — основного переносчика в Тувинском природном очаге (ТПО) [11–14] — проведён анализ и обобщены данные собственных экспериментальных исследований с использованием параметрических критериев, без изучения распределения временны́х рядов. Результаты отдельных экспериментов ранее были опубликованы, однако более полная «расшифровка» механизмов приспособления (адаптации) возбудителя чумы к существованию в организме переносчика (на примере ТПО) стала возможной только при обобщении и анализе многолетних данных.

Динамика эпизоотического процесса в ТПО в основном определяется особенностями взаимодействия жизнедеятельности длиннохвостого суслика (Spermophilus undulatus) — основного носителя возбудителя чумы [14, 15] — и блохи C. tesquorum [16, 17], являющейся в данном очаге не только основным переносчиком, но и хранителем возбудителя [18]. В последние годы в очаге наблюдаются трансформация паразитоценозов и возрастание эпизоотической активности, связанные в том числе с ростом численности и миграционной активности C. tesquorum, происходящими на фоне аридизации климата [14, 19]. В многолетних экспериментах использованы типичные для очага вирулентные штаммы Y. pestis subsp. pestis. Отличительный признак тувинских изолятов Y. pestis — наличие у них в геноме дополнительной четвёртой плазмиды рТР33 с молекулярной массой 22 МДа (~33 т.п.н.) [20]. При анализе функциональных свойств плазмиды рТР33 высказано предположение о том, что она играет роль в процессе колонизации преджелудка блох, обеспечивая большую прочность экзополисахаридного матрикса биоплёнки [21]. Эктопаразитов инфицировали и проводили подкормки на S. undulatus. Частоту и динамику формирования агрегированных форм Y. pestis у блох оценивали по доле особей с «блоком» и «глыбками», отмечаемым визуально на фоне алой крови при просмотре под микроскопом живых имаго после каждой подкормки. Подробно методы проведения экспериментальных исследований отражены в опубликованных ранее работах [11, 22–24].

Сезонная динамика агрегирования Y. pestis

Во взаимоотношениях чумного микроба и блохи C. tesquorum в ТПО проявляется чётко выраженная сезонность, которая обусловлена, вероятнее всего, их длительной коадаптацией [22, 24]. Так, доля особей с «глыбками» осенью резко возрастает к концу эксперимента (3–4 октября): за две последние подкормки выявлены 64,5 и 67,7% таких особей (рис. 1, а). По сравнению со средним за весь опыт показателем (15,8 ± 4,6%), доля блох с «глыбками» к началу октября увеличилась более чем в 4 раза. В это время имаго заканчивают физиологическую перестройку для переживания зимнего периода в состоянии оцепенения, что, видимо, приводит к изменению взаимодействия микроба с организмом переносчика, возрастанию способности возбудителя к агрегированию. Три первые подкормки после выхода блох из диапаузы весной приходились на 228, 232 и 235-е сутки от заражения. Осенью за последние подкормки выявили в среднем 65,9 ± 1,43% особей с «глыбками», после перезимовки этих блох за три первых подкормки весной — 45,8 ± 1,16% (без учёта пола). Таким образом, регистрация агрегатов микроба у «перезимовавших» имаго в весенний период (рис. 1, б) ближе к данным, полученным у этих блох осенью предыдущего года (рис. 1, а). Этот факт позволил предположить, что именно в агрегированном состоянии Y. pestis находится в организме C. tesquorum весь холодный период года. Об этом может свидетельствовать и существенное различие доли блох, у которых выявляли конгломераты Y. pestis за три первые подкормки осенью после заражения (0) и весной после перезимовки (45,8 ± 1,16%; t = 19,78; р < 0,001).

 

Рис. 1. Сезонные особенности формирования конгломератов чумного микроба у молодых блох C. tesquorum altaicus выплода текущего года и перезимовавших в состоянии оцепенения.

а — осень, блохи выплода и заражения текущего года; б — весна, перезимовавшие имаго весной следующего года; в — весна, результаты параллельно проведённых опытов с имаго, заражёнными непосредственно перед началом эксперимента и перезимовавшими, инфицированными осенью предыдущего года. По осям абсцисс – подкормки, по осям ординат – доля блох с конгломератами чумного микроба за подкормку, %.

Fig. 1. Seasonal features of the formation of conglomerates of the plague microbe in young fleas C. tesquorum altaicus breeding this year and overwintered in a state of torpor.

a — autumn, breeding fleas and infestations of the current year; b — spring, overwintered adults in the spring of next year; c — spring, the results of parallel experiments with adults infected immediately before the start of the experiment, and overwintered, infected in the fall of the previous year. Abscissas — bloodfeedings, ordinates — proportion of fleas with plague microbe conglomerates per bloodfeeding, %.

 

Для подтверждения этого предположения проведён сравнительный анализ результатов весеннего (рис. 1, в) и летнего опытов с блохами двух календарных возрастов («перезимовавшими» и «молодыми»). К первым отнесены блохи, инфицированные осенью предыдущего года и перезимовавшие (после проведения 18 подкормок в сентябре–октябре) в состоянии оцепенения без прокормителя. Ко вторым — насекомые выплода и заражения текущего года. Весной у «молодых» блох при их 100% заражённости после 3 первых подкормок доля имаго с «глыбками» была существенно ниже (0,70 ± 0,34), чем среди «перезимовавших» (45,80 ± 1,17; t = 13,02; р < 0,001), а максимум (27,6%) «молодых» блох с «глыбками» зарегистрирован только на 28-е сутки после заражения (подкормки 7–9; рис. 1, в). Летом (в июне), более чем через 280 сут после заражающего кормления, доля блох с «глыбками» среди «перезимовавших» за первые три подкормки в среднем оставалась стабильно высокой — 45,90 ± 4,03%, а среди «молодых» за тот же период она была значительно ниже — 1,80 ± 1,82% [24]. Данные факты указывают на возможность сохранения Y. pestis в организме имаго C. tesquorum в «глыбках» не только на протяжении зимнего периода, но и до нового эпизоотического сезона.

Установлено наличие сезонных изменений частоты «блокообразования» у C. tesquorum в экспериментальных условиях [22]. В июле – начале августа, в период активизации эпизоотического процесса в очаге, она достигала максимума — 10,6 ± 2,4% «блокированных» особей за опыт. В то же время отмечен и минимальный срок (3 сут) от заражения имаго до формирования первого «блока». Осенью (сентябрь) процент «блокирующихся» особей заметно уменьшился и составил 6,00 ± 1,94%, что пришлось на время спада эпизоотии в очаге. Первые после заражения особи с «блоком» выявлены осенью на 7-е сутки. Зимний период значительная часть инфицированных осенью имаго переживает в состоянии оцепенения. Весной среди перезимовавших в экспериментальных условиях блох выявлено менее 2% (1,7 ± 0,9%) «блокированных». Передачи возбудителя зверькам с активным проявлением инфекционного процесса в этот период не зарегистрировано. В июне, с началом активизации эпизоотического процесса в очаге, в эксперименте возросла как доля особей с «блоком» среди перезимовавших блох — до 4,6 ± 1,6%, так и частота передачи возбудителя чумы, которая была установлена бактериологическим методом у 3 из 10 использованных для подкормок сусликов.

Анализ полученных данных показал, что у C. tesquorum наблюдается выраженная сезонная динамика не только частоты и сроков «блокообразования» [24], но и инфекциозности укусов «блокированных» особей, частоты передачи инфекции блохами и генерализации инфекционного процесса у заболевших носителей. Необходимо отметить, что максимальные значения всех перечисленных показателей в условиях эксперимента совпадали по времени с пиком активизации эпизоотического процесса в природном очаге.

Влияние пола блохи на агрегированность Y. pestis

Предполагалось, что выраженный половой диморфизм у блох должен отражаться на способности к сохранению и распространению Y. pestis самками и самцами. По результатам 3 опытов, проведённых в июле–августе (в разные годы), доля «блокированных» самцов C. tesquorum в этот период значительно превышала долю самок с «блоком» (рис. 2, а). Половые различия по данному признаку достоверны для показателей всех анализируемых летних опытов (для первого и второго — р < 0,05, для третьего — р < 0,001). Процесс «блокообразования» у самцов начинался и заканчивался раньше, чем у самок. При этом закономерных половых различий в формировании бактериальных «глыбок» в летний период не обнаружено (рис. 2, б). Первых самок с «глыбками» Y. pestis регистрировали в те же сроки, что и самцов.

 

Рис. 2. Различия в накоплении и сохранении чумного микроба в организме самок и самцов C. tesquorum altaicus

а — «блокообразование» у самок и самцов в июле–августе; б — формирование бактериальных глыбок у самок и самцов в июле–августе; в — накопление в организме самок и самцов бактериальных глыбок осенью и сохранение их до весны и лета следующего года.

а, б: по осям абсцисс –– номера опытов, по осям ординат –– доля блох с блоками или глыбками, %; в: по оси ординат –– доля блох с конгломератами (блоками и глыбками) за подкормку, %.

Fig. 2. Differences in the accumulation and preservation of the plague microbe in the body of females and males of C. tesquorum altaicus.

a — block formation in females and males in July–August; b — the formation of bacterial "lumps" in females and males in July–August; c — the accumulation of bacterial "lumps" in the body of females and males in the autumn and their preservation until the spring and summer of the next year. a, b: abscissas — numbers of experiments, ordinates — proportion of fleas with blocks or bacterial lumps per experiment, %; c: ordinate — the proportion of fleas with conglomerates (blocks and bacterial lumps) for bloodfeeding, %.

 

Экспериментальные данные показали, что самки лучше переживают неблагоприятный период года. Из всех заражённых осенью имаго до весны следующего года выжило 69,4% самок и 46,9% самцов (t = 3,5; р < 0,001) [24]. Также выявлены половые различия у блох в накоплении глыбок Y. pestis осенью и сохранении их до весны и лета следующего года (рис. 2, в). Так, из инфицированных осенью имаго перед закладкой на зимнее хранение отметили 67,9% самок и 48,1% самцов с глыбками возбудителя (t = 3,08; р < 0,01). К весне следующего года агрегаты Y. pestis содержали 50,0% самок и 23,7% самцов (t = 2,89; р < 0,01). Эти результаты свидетельствуют о том, что возбудитель чумы переживает неблагоприятный период в агрегированном состоянии в основном в самках C. tesquorum. Учитывая лучшую выживаемость самок по сравнению с самцами, следует признать их более значительную роль в сохранении Y. pestis в период зимней диапаузы.

Таким образом, экспериментально подтверждена способность чумного микроба к переживанию зимнего периода в блохах, находящихся в состоянии оцепенения без контакта с прокормителем. Более половины имаго сохраняли возбудителя чумы в течение 10–11 мес, а около 30% — 13–15 мес. В организме некоторых самок чумной микроб сохранялся до 22 мес, после чего блохи инфицировали здоровых сусликов при кровососании [24].

Влияние температуры на агрегированность Y. pestis

Температурные значения в проведённых нами опытах были приближены к наблюдаемым в природе в ТПО: от 5–6ºС в сентябре–октябре (модель периодически посещаемого в этот период летнего гнезда), до 22–25ºС в мае–июне (модель выводкового гнезда, в котором создаются оптимальные условия для преимагинальных стадий С. tesquorum). Режим подкормок для удобства сравнения унифицировали — через 1–2 сут.

Полученные данные показали, что среди заражённых осенью 150 блох, содержавшихся при 5–6ºС, на протяжении всех подкормок большинство составляли особи с глыбками, доля которых поступательно увеличивалась до максимума к концу опыта (4 октября). Другие визуализируемые разновидности агрегатов — полные и частичные блоки встречались по сравнению с ними в ничтожно малом количестве: у 0,3% имаго в среднем за подкормку.

Значительно различалась динамика формирования чумным микробом глыбок и блоков в организме С. tesquorum при температуре 5–25ºС (рис. 3, а, б). Так, при 5–6ºС первые самки с «глыбками» отмечены только на 8–10-е сутки, а с «блоками» — на 18-е сутки. У самцов формирование глыбок и блоков началось одновременно с 13-х суток. Образование тех и других агрегированных форм продолжалось у обоих полов до конца опыта — по 32-е сутки. При 8–10ºС первые глыбки Y. pestis регистрировали как у самок, так и у самцов начиная с 8-х суток, и также до конца опыта (35-е сутки). Период «блокообразования» продолжался у самок с 16-х по 31-е сутки, у самцов — с 8-х по 34-е сутки. При 16–18ºС формирование агрегатов возбудителя — как глыбок, так и блоков — у С. tesquorum (без учёта пола) наблюдали с 3-х суток до конца опыта (26-е сутки). Дальнейшее повышение температуры до 22–25ºС существенно не повлияло на сроки формирования глыбок микроба. Их отмечали начиная с 3-х суток и до конца опыта (30-е сутки) у особей обоих полов. При этом период от заражения блох до начала формирования блоков увеличился по сравнению с показателями, полученными при содержании блох в температурных границах 16–18ºС. Так, первые блоки отмечены у самок на 12-е сутки, у самцов — на 7-е, а последние — на 24-е и 16-е сутки соответственно (рис. 3, а). По сравнению с опытом при 16–18ºС, сократился и период «блокообразования» (от начала до конца выявления «блокированных» особей) на 8–11 сут. Наибольшее число «блокированных» блох (рис. 3, б) отмечали в диапазоне температур от 8–10 до 16–18ºС.

 

Рис. 3. Формирование конгломератов чумного микроба у C. tesquorum altaicus при различных условиях содержания.

а — начало формирования глыбок при разной температуре; б — частота формирования конгломератов при разной температуре; в — начало формирования бактериальных глыбок в зависимости от периода между заражающим кормлением блох и периодическими подкормками (серые столбики — 3-и сутки, черные столбики — 16-е сутки).

По осям ординат — доля блох с конгломератами чумного микроба, %.

Fig. 3. Formation of conglomerates of the plague microbe in C. tesquorum altaicus under various conditions of keeping.

a — the beginning of the formation of lumps at different temperatures; b — the frequency of formation of conglomerates at different temperatures; c — the beginning of the formation of bacterial lumps depending on the period between the infectious feeding of fleas and periodic feedings (grey columns — 3^rd day, black columns — 16^th day).

Оrdinates — the proportion of fleas with plague microbe conglomerates per bloodfeeding, %.

 

Температура является одним из мощных факторов, воздействующих на взаимоотношения Y. pestis и блох. С повышением температуры окружающей среды активность имаго и, в частности, частота кровососания возрастает [25]. В этой связи при питании блохи могут вносить большее количество бактерий. Однако такая зависимость наблюдается только до определённой температуры. В опытах разных исследователей зарегистрированный процент особей X. cheopis с блоком при 4ºС не превышал 1%, достигал максимума при 13–20ºС [26], при более высоких значениях (27ºC и выше) снижался, а при 30ºС таких особей вообще не выявляли [6]. У C. tesquorum, заражённых высоковирулентным штаммом из Волго-Уральского междуречья и подкармливаемых на малом суслике, через 2 сут доля «блокированных» особей была выше, а минимальные и средние сроки образования блоков — короче при температуре опыта 16–18ºС по сравнению с содержавшимися при 8–10ºС [27]. Эксперименты, проведённые с той же периодичностью подкормок при трёх температурных режимах: 4, 13 и 20ºС, — показали наибольшее количество «блокированных» блох среди C. tesquorum, заражённых «диким» штаммом из Центрального Кавказа, при 13ºС, при 4ºС таких особей было меньше в 1,5 раза, а при 20ºС — в 3,5 раза. В качестве прокормителей в этих опытах были использованы морские свинки и белые мыши [26]. Проведённые ранее исследования с C. tesquorum из ТПО показали, что образование блока у блох чаще регистрировали при температуре содержания 10ºС, чем при 20ºС [28].

В наших опытах отмечено влияние температуры содержания блох как на процесс «блокообразования», так и на эффективность трансмиссии возбудителя. Так, имаго, содержащиеся при 22–25ºС, передали возбудителя 6 сусликам из 19 (у 2 зверьков выявлена генерализованная форма инфекции). Блохи, находившиеся между подкормками при 16–18ºС, инфицировали 5 (50%) сусликов из 10, а при 8–10ºС — 4 (52%) из 13, при этом у всех заболевших зверьков и в том и другом опытах отмечена генерализация инфекционного процесса [29].

Таким образом, оптимальной для процесса «блокообразования» у С. tesquorum и эффективной передачи Y. pestis является температура от 8–10ºС до 16–18ºС; более низкие или высокие её значения приводят к снижению активности блохи как переносчика. Так, минимальные сроки образования глыбок с ростом температуры сокращались от 8 сут при 5–10ºС до 3 сут при 16–25ºС [29]. Известно, что оптимум температуры при искусственном культивировании Y. pestis — 28ºС. Можно сделать вывод, что количество блох с биоплёнками определяется оптимумом температуры для блох, а период роста биоплёнки до её видимого (визуально регистрируемого) состояния имеет тенденцию к сокращению при приближении к оптимуму температуры для бактерии. Хотя условия внутри каждого макроорганизма характеризуются индивидуальностью, в целом можно предположить, что температурный оптимум для возбудителя чумы в блохе имеет более широкие пределы, чем в искусственной среде.

Влияние периодичности кровососания блох на агрегированность Y. pestis

Установлено влияние режима питания блох С. tesquorum на агрегированность Y. pestis в их организме [23]. Имаго после заражения возбудителем чумы осенью разделили на две группы. Насекомых 1-й группы (150 особей) периодически подкармливали на сусликах, между подкормками содержали при 5–6ºС: такие условия в осенний период обычны для редко посещаемого сусликом летнего гнезда. Вторую группу блох (более 600 особей) содержали с прокормителем постоянно, что имитировало имеющую место ситуацию, когда молодые суслики пытаются зимовать в летних гнёздах. В 1-й группе на 20-е сутки от заражения (после 18 подкормок) у 64 (66,0%) из 97 оставшихся в живых имаго отмечены глыбки микроба. Доля «блокированных» особей от взятых в опыт составила 6,0%. Во 2-й группе особи с глыбками составили 2,7% от 300 просмотренных блох, что достоверно ниже (t = 12,9; р < 0,001), чем в 1-й группе, особи с блоками — 1,7% [23]. По результатам осеннего опыта, условия постоянного содержания эктопаразитов с прокормителем не благоприятствовали агрегации Y. pestis, что указывает на необходимость хотя бы периодического отсутствия зверька для успешной сезонной перестройки микроба в организме блохи.

На следующем этапе проанализированы данные опыта с двумя группами «молодых» блох в летний (июль–август) период (рис. 3, в). Эктопаразитов обеих групп заразили одновременно 22 июля, исходная заражённость составляла 100%. Подкормки одной группы блох начали на 3-и сутки после заражающего кормления, второй — на 16-е сутки. В первой группе особи с глыбками ни при первой, ни при второй подкормке не выявлены. У блох, которых начали кормить на 16-е сутки, доля особей с глыбками при первой же подкормке составила 9,3% среди самок (t = 3,32; р < 0,001) и 14,8% среди самцов (t = 3,75; р < 0,001). Всего (без учёта пола) блохи с глыбками составили 11,6% (t = 4,99; р < 0,001). Представляет интерес, что при дальнейших регулярных подкормках межгрупповые различия нивелировались: средняя доля блох с глыбками в группах существенно не различалась: в первой группе — 15,9 ± 4,87, во второй — 15,2 ± 4,25%.

Впервые показано, что, несмотря на увеличение количества имаго с биоплёнками после 16-суточной голодовки среди молодых особей, этого оказалось недостаточно, чтобы приблизиться к показателям у перезимовавших блох. Среди последних доля особей с глыбками за 3 первые подкормки была достоверно выше (для самок F = 292,41; р < 0,001; для самцов F = 93,72; р < 0,001), чем у молодых имаго.

В естественных условиях C. tesquorum нападают на сусликов до 3 раз в сутки [16], и у них часто наблюдаются «прогон» и выделение непереваренной алой крови. Увеличение интервала между подкормками для часто питающихся в норме блох Ctenocephalides felis от 2 ч (практически постоянный доступ к прокормителю) до 2–3 сут приводило к повышению доли «блокированных» блох с 0 до 15,2% [30]. Повышение частоты «блокообразования» Y. pestis при недостатке питательных веществ связывают с усилением транскрипции в блохе гена ompF, продукт которого — белок-порин может обеспечивать, с одной стороны, приток в бактериальную клетку дополнительного питания, а с другой — экспорт молекул-компонентов внеклеточного матрикса биоплёнки [31]. В то же время в группах C. tesquorum, содержавшихся при 13ºС и разных режимах кормления — через 2–3 и 15–20 сут, количество «блокированных» блох практически не различалось, составив 14 и 12% соответственно. Первые блоки были отмечены на 18-е сутки у блох, подкармливаемых через 2–3 сут, и на 30-е сутки при подкормках через 15–20 сут [26], но на срок обнаружения во втором случае, очевидно, повлиял режим подкормок. Насколько он соответствовал реальному сроку образования закупорки преджелудка, неизвестно. В наших опытах двухнедельное голодание C. tesquorum после заражения также не привело к повышению доли «блокированных» особей, по сравнению с периодически подкармливаемыми, как среди самок — 3,7% против 5,4%, так и среди самцов — 24,7% против 13,9% (t = 1,85; р > 0,05). Однако необходимо подчеркнуть, что соотношение различных форм биоплёнки (глыбок и блоков) зависит от вида блох. У C. tesquorum первые всегда обнаруживали чаще, чем вторые [8], и на фоне отсутствия доступа блох к прокормителю после заражения имело место накопление именно особей с глыбками. В приведённых экспериментах частота питания блох регулировалась искусственно. В то же время, по наблюдениям, проведенным в ТПО, блохи C. tesquorum осенью перестают интенсивно питаться, их численность в шерсти зверьков падает, а в гнездах длиннохвостого суслика возрастает [16]. Возможно, естественное снижение частоты питания является дополнительным стимулом для формирования агрегатов чумного микроба.

Морфология бактерий Y. pestis в глыбках и блоках

B.J. Hinnebusch и соавт. наблюдали зависимость морфологии клеток в микроколониях, обнаруживаемых в средней кишке блох X. cheopis, от температуры: от палочковидной при 20ºС до коккоидной при 30ºС [6]. У C. tesquorum после перезимовки в разных агрегациях (блоки, глыбки) выявлено различие морфологических форм Y. pestis. В глыбках прослеживается полиморфизм клеток чумного микроба, отмечены палочковидные, гантелевидные и шаровидные формы. В блоках отмечены только шаровидные очень мелкие (0,2–0,5 мкм), бледно окрашенные формы бактерий, которые, по данным электронно-микроскопического анализа, отличались, кроме того, своеобразной ультраструктурой, включающей дополнительные мембранные образования [23]. Возможно, отличающаяся морфология микробных клеток в глыбках и блоках обусловлена работой различных генов через кодируемые ими ферменты. На то, что образование глыбок и образование блоков — это два разных процесса, указывают результаты оценки влияния разных факторов на формирование биоплёнки: первое регулируется условиями эксперимента (температурой, сезоном, режимом подкормок), второе — преимущественно полом блох [32]. Известно также, что контроль образования биоплёнки осуществляется двумя дигуанилатцилазами. Одна из них контролируется локусом hmsD и отвечает за бóльшую часть блоков (до 90%) in vivo, отсутствие второй, продукта hmsT, приводит к нарушению синтеза биоплёнки in vitro. Её изолированная способность в формировании блока у блох незначительна, но определённая усиливающая роль очевидна [33]. Последними исследованиями подтверждено, что вклад этих ферментов в «блокообразование» у штаммов, относящихся к разным биоварам, идентичен [34, 35].

Заключение

Таким образом, можно заключить, что формирование глыбок Y. pestis является не только начальной стадией «блокообразования», но и самостоятельным явлением [8, 32], отражающим адаптацию микроба к меняющимся условиям обитания в организме переносчика. Во-первых, данный вывод подтверждается анализом экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что все изменения физиологического состояния блох (подготовка к зимней диапаузе, длительное голодание, изменение температуры содержания и режима подкормок) способствуют агрегированности чумного микроба и в этой связи приводят к повышению доли насекомых с бактериальными глыбками.

Во-вторых, возбудитель чумы в агрегированном состоянии может сохраняться в организме оцепеневших блох, в основном самок, не только до следующего эпизоотического сезона, но и более длительный период. Имеются данные о переживании заражёнными самками C. tesquorum двух зимних периодов [24]. Видимо, адаптация микроба к сохранению в самках блох обусловлена большей устойчивостью этого пола к неблагоприятным условиям окружающей среды и продолжительностью их индивидуальной жизни. Процессы распространения (трансмиссивной передачи) и сохранения (персистенции) Y. pestis блохами определяются полом насекомых: первый лучше осуществляется самцами, второй — самками. В период активизации эпизоотического процесса в очаге «блокообразование» происходит более интенсивно, чем весной и осенью. В то же время экспериментально доказано, что для сохранения Y. pestis в зимний период важно, чтобы размножение и агрегация микроба у C. tesquorum осенью не заканчивались массовым формированием блоков, а приводило к накоплению бактериальных глыбок.

В-третьих, различие морфологии Y. pestis в глыбках и блоках может обусловливать и разные функциональные особенности возбудителя в этих формированиях. «Блокированные» C. tesquorum имеют более существенное значение для распространения Y. pestis, т.к. их укусы чаще вызывают генерализованную форму инфекции у зверьков, что приводит к дальнейшей трансмиссии возбудителя [11]. Сформировавшиеся глыбки являются основной формой в сохранении чумного микроба в организме блох [23], а значит, в поддержании энзоотии чумы на территории ТПО.

About the authors

Lyubov’ P. Bazanova

Irkutsk Antiplague Research Institute of Siberia and Far East

Author for correspondence.
Email: adm@chumin.irkutsk.ru
ORCID iD: 0000-0002-8086-9886

D. Sci. (Biol.), leading researcher, Zoological and parasitological department

Russian Federation, Irkutsk

Aleksey Ya. Nikitin

Irkutsk Antiplague Research Institute of Siberia and Far East

Email: adm@chumin.irkutsk.ru
ORCID iD: 0000-0002-3918-7832

leading researcher, Zoological and parasitological department

Russian Federation, Irkutsk

Elena G. Tokmakova

Irkutsk Antiplague Research Institute of Siberia and Far East

Email: adm@chumin.irkutsk.ru
ORCID iD: 0000-0002-3416-6602

Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Zoological and parasitological department

Russian Federation, Irkutsk

References

Supplementary files