Эколого-географические аспекты эпизоотического процесса

Министерство сельского хозяйства РФ

Департамент кадровой политики и образования

Новосибирский государственный аграрный университет

В.Н. Кисленко, С.В. Кашапова 

ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ 

АСПЕКТЫ 

ЭПИЗООТИЧЕСКОГО 

ПРОЦЕССА

Монография

Москва

Инфра-М; Znanium.com

2016

УДК :616.982.2-036.2:633
ББК 48
К 44

Рецензенты:
профессор, доктор биологических наук К.П. Федоров (Институт систематики и 
экологии животных СО РАН);
профессор, доктор ветеринарных наук И.И. Гуславский (Институт ветеринарной
медицины Алтайского ГАУ).

Кисленко В.Н., Кашапова С.В.
Эколого-географгические аспекты эпизоотического процесса: монография. – М.: 
Инфра-М; Znanium.com, 2016. – 462 с.

ISBN 978-5-16-104873-3 (online)

Монография содержит сведения о взаимоотношениях патогенных микроорганизмов с животными, в том числе простейшими организмами, о влиянии физических, 
химических и природных факторов на микроорганизмы и эпизоотический процесс
отдельных нозоформ. Изложены некоторые адаптивные реакции патогенных микроорганизмов на действие стресс-факторов и генетико-биохимические механизмы
сохранения патогенных видов в окружающей среде. Представлена эколого-географическая характеристика туберкулеза и лептоспироза крупного рогатого скота.

УДК :616.982.2-036.2:633

ББК 48

ISBN 978-5-16-104873-3 (online)
© Кисленко В.Н., Кашапова С.В., 2016

ПРЕДИСЛОВИЕ

Экология как наука приобрела в настоящее время особое значение. Вопросы экологии находят отражение в школьных и вузовских 
программах. Издано множество авторских руководств, отражающих в 
полной мере общие биологические аспекты экологии. Монография содержит сведения об узком круге живых существ -  патогенных микроорганизмах. Эта область экологии по известным причинам не нашла, 
на наш взгляд, достаточного освещения в научной литературе, что и 
побудило нас изложить современные достижения в этой области экологии.

В современный период знания по экологии пополнились своеобразными научными фактами о механизмах выживания патогенных 
микроорганизмов в абиотических и биотических объектах окружающей среды, о влиянии географических факторов на эпизоотический 
процесс, что дает новое объяснение теоретических положений эпизоотического процесса. Так, сравнительно недавно эпизоотологи признавали единственным источником возбудителя инфекции организм животного. Открытия последних лет о механизмах выживания патогенных микроорганизмов в водной среде в корне меняют это представление. Эти и другие вопросы нашли отражение в предлагаемой работе.

Авторы

3

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 
8

РАЗДЕЛ 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ПАТОГЕНОВ 
10

1. Экологическая валентность патогенных видов 
10

1.1. Взаимоотношения бактерий с позвоночными 
10

1.1.1. Нормальная микрофлора организма животных 
10

1.1.2. Бактерии-паразиты 
13

1.1.3. Типы паразитизма 
21

1.2. Популяционно-экологические взаимоотношения

бактерий и животных 
22

1.2.2. Популяции патогенных бактерий 
22

1.2.3. Паразитизм и патогенность 
24

1.2.4. Универсальность факторов патогенности 
31

1.3. Методологические аспекты изучения экологии патогенных микроорганизмов 
35

1.4. Действие температуры на патогенные микроорганизмы 
37

1.4.1. Холодоустойчивость микроорганизмов 
39

1.4.2. Анализ возможных механизмов температурной

адаптации 
50

1.4.3. Патогенетическое значение психрофильности патогенных бактерий 
51

1.4.4. Температурозависимость токсиногенеза бактерий 
54

1.4.5. Эпизоотологическое значение психрофильности

патогенных бактерий 
59

1.5. Адаптивные реакции патогенных микроорганизмов 
63

1.5.1. Некультивируемые формы патогенных бактерий 
63

1.5.2. Значимость некультивируемых форм бактерий 
64

1.6. Закономерности и механизмы взаимодействия пато- 
65 
генных бактерий с простейшими
1.6.1. Выедание бактерий беспозвоночными 
65

1.6.2. Усиление устойчивости к фагоцитозу в процессе

пассирования через инфузорий 
73

2. Собственные исследования 
77

2.1. Микобактерии туберкулеза 
11

2.1.1. Обзор литературы 
77

2.1.1.1. Экологическая валентность 
11

2.1.1.2. Распространение и выживаемость микобактерий в почвах и на пастбищах 
91

2.1.1.2.1. Адсорбция микроорганизмов почвами 
106

4

2.1.1.3. Изменчивость микобактерий туберкулеза в

почвах 
113

2.1.1.4. Обеззараживание почвы, обсемененной микобактериями туберкулеза 
116

2.2. 
Результаты исследований 
121

2.2.1. 
Материалы и методы исследования 
121

2.2.2. Распространение микобактерий в почвах пастбищ 
на территориях с различной напряженностью эпизоотической ситуации

2.2.3. Основные свойства микобактерий туберкулеза,

изолированных из почв 
134

2.2.4. Эпизоотическая значимость пастбищ, обсемененных возбудителем туберкулеза 
137

2.2.5. Экологическая валентность Mycobacterium bovis

(лабораторные исследования) 
141

2.2.6. Выживаемость Mycobacterium bovis в почвах пастбищ 
154

2.2.7. Выживаемость Mycobacterium avium в глубокой

несменяемой подстилке птиц 
163

2.2.8. Изменчивость микобактерий туберкулеза в почвах 
пастбищ и глубокой несменяемой подстилке
птиц 
168

2.2.9. Научное обоснование способа санации почв пастбищ, обсемененных микобактериями
туберкулеза 
174

2. 2.9.1. Влияние окультуривания пастбищ на биоло- 
179

гическую активность почв

2.2.9.2. Влияние окультуривания пастбищ на само- 
189

очищение почв

2.2.10. Система мероприятий по оздоровлению неблагополучных по туберкулезу крупного рогатого скота 
пунктов на территориях с высокой напряженностью эпизоотической ситуации 
190

Заключение 
195

2.2. 
Возбудитель лептоспироза 
225

1.2.1. 
Обзор литературы 
225

2.2.1.1. Пути заражения лептоспирозом в биогеоценозах 
23 8

2.2.1.2. Экологические особенности возбудителя 
242

2.2.1.3. Этиологическая структура лептоспироза 
245

5

2.2.2. 
Результаты исследования 
248

2.2.2.1. Материалы и методы исследования 
248

2.2.2.2. Этиологическая структура лептоспироза сельскохозяйственных животных в Среднем Приобье

248

Заключение 
255

РАЗДЕЛ 2. РОЛЬ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В

ЭПИЗООТИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ 
268

1. Цели, задачи и достижения ветеринарно-географических

исследований 
272

1.1. Принципы и методы ветеринарно-географического 
изучения природных компонентов географической
среды 
274

1.1.1. Картографический анализ территориальных ветеринарно-экологических ситуаций 
274

1.1.2. Принципы изучения и картографирования ареалов

энзоотических инфекционных заболеваний 
283

1.1.3. Методы составления нозогеографических прогностических карт 
287

1.1.4. Экологический подход в географической эпизоотологии 
288

1.2. Экология возбудителей болезней -  движущий фактор

эволюции эпизоотического процесса 
293

1.2.1. Эволюция заразных болезней в связи с эволюцией

видов хозяев и возбудителей 
298

1.3. Экологическая классификация зооантропонозов 
301

2. Собственные исследования 
304

2. 
/. Туберкулез крупного рогатого скота 
304

2.1.1. Обзор литературы 
304

2.1.1.1. Географические особенности эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого 
скота 
307

2.1.1.2. Роль почвенных условий местности в эпизоотическом процессе туберкулеза 
312

2.1.1.3. Содержание биогенных элементов в организме крупного рогатого скота в зависимости
от географических условий 
314

2.1.2. 
Результаты исследований 
316

2.1.2.1. Материалы и методы исследования 
316

2.1.2.2. Хорологические особенности туберкулеза 
крупного рогатого скота в Среднем Приобье 
319

6

2.1.2.3. Влияние типа почв на показатели проявления

эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота 
327

2.1.2.4. Зависимость напряженности эпизоотической ситуации по туберкулезу крупного рогатого скота от биогеохимических особенностей местности 
337

2.1.2.5. Содержание биогенных элементов в организме коров различных зон Среднего Приобья

343

Заключение 
349

2.2. 
Лептоспироз 
354

2.2.1. Обзор литературы 
354

2.2.1.1. Географические особенности эпизоотологи
ческого процесса лептоспироза 
356

2.2.1.2. Влияние климатических условий и свойств

местности на эпизоотологический процесс 
лептоспироза 
361

2.2.2. Результаты исследований 
366

2.2.2.1. Ретроспективный анализ эпизоотической 
ситуации по лептоспирозу в Среднем Приобье 
371

2.2.2.2. Эпизоотическая ситуация по лептоспирозу

на территории Юго-Восточной части Приобского плато 
381

2.2.2.3. Эпизоотическая обстановка по лептоспирозу в Черепановском районе Новосибирской 
области 
385

2.2.2.4. Зависимость инфицированности сельскохозяйственных животных лептоспирозом от 
географических факторов 
389

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
397

ЛИТЕРАТУРА

Лептоспироз 
404

Туберкулез 
418

7

ВВЕДЕНИЕ

Исследование экологии патогенных микроорганизмов привлекло внимание ученых к вопросу о возможности их размножения, а следовательно, и обитания в окружающей среде. Большую роль при этом 
сыграли факты, полученные при изучении поведения в объектах окружающей среды таких микроорганизмов, как иерсинии, лептоспиры, 
листерии, псевдомонады, легионеллы. Построенные на новых данных 
обобщения способствовали возврату в эпизоотологию и эпидемиологию представлений об особой группе инфекций, названных В. И. Терских (1958) сапронозами.

Поскольку вероятность размножения некоторых патогенных 
бактерий в окружающей среде не вызывает в настоящее время сомнений, возникают естественные вопросы: как они могут размножаться в 
столь различных условиях обитания, включающих организмы теплокровных животных и человека, с одной стороны, и объекты окружающей среды -  с другой; какие генетико-биохимические механизмы определяют столь большие адаптационные возможности бактерий и широкую их метаболическую пластичность?

Представленные материалы раскрывают новое направление исследований в экологии патогенных бактерий, генетическая программа 
которых обеспечивает им возможность обитать как в организме теплокровных животных и человека, так и в окружающей среде, где они могут находиться под воздействием низких и непрерывно изменяющихся 
температур.

Отсутствие внимания к этой проблеме объясняется тем, что она 
находится в междисциплинарной сфере, стоит между общей и медицинской микробиологией. Общая микробиология, занимаясь сапрофитами, обитающими в холодных водах и почвах Земли, детально изучала их психрофилию, но, естественно, не уделяла внимания психро- 
фильности патогенных микробов. Медицинская и ветеринарная микробиология глубоко изучили взаимоотношения патогенных микробов 
с организмом человека и животных, но почти не занимались вопросами обитания их в окружающей среде, поскольку вообще отрицалась их 
способность размножаться в ней.

В последние годы все чаще высказывается мысль, что наиболее 
типичные возбудители сапронозов -  свободно живущие почвенные и 
водные микроорганизмы. Особый интерес представляют так называемые условно патогенные микроорганизмы в связи С возрастающей их 
ролью в инфекционной патологии животных. Вместе с тем остается в 
тени вопрос, откуда, из каких резервуаров животные и объекты его ок8

ружения черпают условно патогенных бактерий, живут ли последние в 
природе независимо от животных и человека, и если да, то какие местообитания и экологические ниши занимают?

Закономерность сапрофитизма ряда патогенных микроорганизмов, значение психрофильности патогенов, случайность их паразитизма и универсальность «факторов патогенности» как адаптивных механизмов в обобщенной, концептуальной форме представлены впервые.

В предлагаемом труде изложены данные многих исследователей 
из разных дисциплин и результаты исследования автора, в которых освещена экология микобактерий, обитающих как в организме животных 
и человека, так и в окружающей среде.

Своеобразие рассматриваемых вопросов, их эпизоотологическая 
и эпидемиологическая важность делают изложение материала не только дискуссионным и не имеющим пока аналогов в ветеринарии, но и 
оригинальным и, на наш взгляд, весьма ценным в современных условиях. Поэтому монография может быть полезной как для специалистов 
в области микробиологии, экологии, эпизоотологии и эпидемиологии, 
так и для студентов.

К. П Федоров, д-р биол. наук, профессор

9

РАЗДЕЛ 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ 
ПАТОГЕНОВ

1. Экологическая валентность патогенных видов

1.1. Взаимоотношения бактерий с позвоночными

1.1.1. Нормальная микрофлора организма животных

Тело любого животного представляет для бактерий целый мир с 
множеством экологических ниш. В естественных условиях организм 
животного населен множеством бактерий. Среди них могут быть случайные формы, но для многих видов тело животного является основным или единственным местом их обитания. Характер и механизмы 
взаимодействий микроорганизмов с макроорганизмом многообразны и 
играют решающую роль в жизни и эволюций многих видов бактерий. 
Для животного бактерии являются также важным экологическим фактором, определяющим многие стороны его эволюционных изменений.

Организм позвоночных животных всегда населен разнообразными бактериями, но можно искусственно получить экземпляры животных, лишенные микроорганизмов. Лишенные бактерий, они нормально растут и размножаются, если получают полноценный корм. 
Однако такие животные оказываются в положении марсиан Герберта 
Уэллса, если сталкиваются с бактериями: у них не функционируют 
нормально защитные функции организма и они могут погибнуть от 
бактерий, совершенно безопасных для обычных организмов. Во многих случаях нормальное питание макроорганизма также не может 
осуществляться без помощи бактерий.

Между бактериями и макроорганизмом иногда складываются 
взаимоотношения, которые можно охарактеризовать как комменсализм, симбиоз, паразитизм, нередко напоминающий хищничество. 
Бактерии, населяющие организм животного, питающиеся за его счет и 
не приносящие ему очевидной пользы или вреда, обычно называют 
комменсалами, хотя отсутствие всякого их влияния на организм хозяина мало реально.

Микроорганизмы, населяющие организм здорового животного, 
образуют его нормальную микрофлору. Лучше всего изучена нормаль10