Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.03) на тему:Экологическая валентность Mycobacterium bavis и Mycobacterium avium и ее эпизоотологическая роль

Ç • ÛT

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РФ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УДК 619:616.982.2-036.2:633.033

КИСЛЕНКО Виктор Никифорович

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ MYCOBACTERIUM BOVIS И MYCOBACTERIUM AVIUM И ЕЕ ЭПИЗООТОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

16.00.03.-ветеринарная микробиология, вирусология,эпизоотология, микология и иммунология

Диссертация на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук

Научный консультант: доктор ветеринарных наук , профессор, заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент Россельхозакадемии

А.С. ДОНЧЕНКО

Новосибирск, 1998

м-

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..................................................!......................................8

1.1. Географические особенности эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота....................................................................................8

1.2. Экология микобактерий туберкулеза и их изменчивость при воздействии факторов внешней среды...........................................................12

1.3. Распространение и выживаемость микобактерий туберкулеза в

почвах и на пастбищах...................................................................................30

1.3.1. Изменчивость микобактерий туберкулеза в почвах....................................43

1.4. Обеззараживание почвы, обсемененной микобактериями

туберкулеза.......................................................................................................47

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ................................................................53

2.1. Материал и методы исследования..................................................................53

2.2. Зависимость напряженности эпизоотической ситуации по туберкулезу крупного рогатого скота от биогеохимических особенностей территории...............................................................................68

2.3. Распространение микобактерий в почвах пастбищ и материалах

от животных на территориях с различной напряженностью эпизоотической ситуации.......................................................................... 95

2.3.1. Характеристика эпизоотической ситуации исследованных территорий...96

2.3.2. Распространение микобактерий туберкулеза в почвах пастбищ.............100

2.3.2.1. Основные свойства микобактерий туберкулеза, изолированных

из почв...................................................................................................110

2.3.3. Изоляция микобактерий из биоматериала от животных..........................114

2.3.4. Эпизоотическая значимость пастбищ,обсемененных возбудителем

туберкулеза..................................................................................................123

2.4. Экологическая валентность Mycobacterium bovis и Mycobacterium avium. .128

2.4.1. Экология Mycobacterium bovis в почвах (лабораторные исследования). 129

2.4.2. Выживаемость Mycobacterium bovis в почвах пастбищ............................149

2.4.3. Выживаемость возбудителя туберкулеза птичьего вида в глубокой несменяемой подстилке птиц.....................................................................166

2.4.4. Изменчивость микобактерий туберкулеза в почвах пастбищ и глубокой несменяемой подстилке птиц.....................................................173

2.5. Научное обоснование способа санации почв пастбищ, обсемененных микобактериями туберкулеза...............................................................................182

2.5.1. Влияние окультуривания пастбищ на биологическую

активность почв..........................................................................................188

2.5.2. Влияние окультуривания пастбищ на самоочищение почв......................205

2.5.3.0здоровление неблагополучных по туберкулезу крупного рогатого скота пунктов на территориях с высокой напряженностью эпизоотической ситуации...................................................................................212

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.....................................217

4. ВЫВОДЫ..........................................................................................................257

5. ЛИТЕРАТУРА...................................................................................................261

6. ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................................................330

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение населения полноценными продуктами питания животного происхождения во многом зависит от интенсивного развития животноводства.Туберкулез крупного рогатого скота является одним из сдерживающих факторов производства говядины и молока. Кроме того, возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота представляет угрозу здоровью людей, патогенен для многих видов животных.

Проблемы диагностики, профилактики и оздоровления неблагополучных стад крупного рогатого скота от туберкулеза, вопросы эпизоотологии и контроля эпизоотического процесса решались ведущими учеными нашей страны: П.П.Вышелесским, М.К.Юсковцом, В.П.Урбаном,

И.В.Поддубским, Н.С.Щепиловым, А.С.Донченко, Н.П.Овдиенко, А.Н.Шаровым, Ю.Я.Кассичем, Д.Д.Новаком, Н.А.Шкилем и многими ругими.

Разработаны методы контроля качества дезинфекции животноводческих помещений (Н.М.Колычев,1984;С.Г.Письменная,1976).

Эпизоотическая ситуация по туберкулезу крупного рогатого скота в Российской Федерации остается в течение многих лет напряженной за счет его распространения в отдельных регионах страны, куда входит и Западная Сибирь. Реализация высокоэффективных противоэпизоотических мероприятий позволяла в регионе добиваться оздоровления или значительного сокращения заболеваемости скота туберкулезом. Но с течением времени в ряде районов, хозяйств, ферм болезнь получала вновь широкое распространение (В.М.Авилов,В.Ф.ПылининД.П.Овдиенко,В.А.Ведерников,1997).

Видовое разнообразие патогенных микобактерий, их способность мигрировать среди множества видов животных и птиц, высокая устойчивость возбудителя к факторам защиты организма и воздействию неблагоприятных условий внешней среды создают трудности в профилактике и надежном оздоровлении стад от туберкулеза (М.А.Сафин,1981;Н.А.Александров,1973 и другие).

Стационарное течение туберкулеза крупного рогатого скота на определенных территориях, недостаточная изученность экологических особенностей возбудителя туберкулеза, неэффективность регламентированных ветеринарно-санитарных мероприятий и их неполное выполнение в отдельных регионах определили основные направления наших исследований.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить экологическую валентность Mycobacterium bovis и Mycobacterium avium и ее эпизоотологическую роль.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

- изучить распространение микобактерий туберкулеза в почвах пастбищ и у крупного рогатого скота на территориях с различной напряженностью эпизоотической ситуации;

- изучить экологическую валентность Mycobacterium bovis в почвах пастбищ с различными физико-химическими и биологическими свойствами;

-изучить экологическую валентность Mycobacterium avium в глубокой несменяемой подстилке;

- с учетом полученных результатов исследования научно обосновать эффективный способ санации пастбищ, обсемененных возбудителем туберкулеза.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Доказано на территориальном уровне, что показатели эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота находятся в зависимости от биогеохимических особенностей местности.

Установлено, что на неблагополучных по туберкулезу фермах крупного рогатого скота пастбища, обсемененные возбудителем туберкулеза, длительное время остаются контаминированными.

Впервые в условиях Западной Сибири обнаружено, что в естественно обсемененной почве микобактерии туберкулеза бычьего вида длительно сохраняют вирулентные свойства.

Показана возможность естественного инфицирования крупного рогатого скота на пастбищах, зараженных возбудителем туберкулеза.

Впервые в результате многолетних исследований доказано, что микобактерии птичьего вида в условиях Западной Сибири выживают в глубокой несменяемой подстилке птиц и почве, находящейся под подстилкой, до 10 лет.

Доказана зависимость сроков выживания возбудителя туберкулеза на пастбище от физических и биологических свойств почв. Определены некоторые механизмы существования патогенных микобактерий в почве.

В условиях эксперимента выявлена способность почв адсорбировать микобактерии туберкулеза в зависимости от реакции среды, температуры и гранулометрического состава почвы.

Научно обоснован способ санации пастбищ, обсемененных возбудителем туберкулеза.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Результаты выполненных работ дополняют и уточняют новыми научными фактами теорию эпизоотического процесса туберкулеза.

Полученные данные об экологии Mycobacterium bovis и Mycobacterium avium обогащают новыми данными теорию саморегуляции паразитарных систем и могут быть использованы для практической оценки и прогнозирования эпизоотической ситуации по туберкулезу крупного рогатого скота .

Рациональный способ санации пастбищ, обоснованный результатами собственных исследований, дополняет имеющиеся положения по обеззараживанию почв,обсемененных микобактериями туберкулеза.

Полученные данные в совокупности с изысканиями других исследователей послужили материалом для учебного пособия, используемого в учебном процессе вузов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на: конференции молодых ученых Западной Сибири (Омск, 1969), Всесоюзном совещании-семинаре по борьбе с туберкулезом (Хмельницкий, 1972), научной конференции "Профилактика болезней животных в Сибири" (Новосибирск, 1973), региональных совещаниях исполнителей НИР по проблеме туберкулеза животных Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1982-1987), региональных научных и научно-практических конференциях (19861996), ежегодных научных и научно-практических конференциях преподавателей Новосибирского государственного аграрного университета (1971-1997), второй научной конференции Новосибирского отделения Паразитологического общества РФ (1997), Ученом Совете ИЭВСиДВ СО РАСХН (1994,1998).

ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ Основные научные положения и практические рекомендации изложены в 32 работах, опубликованных в сборниках научных трудов НГАУ, в журналах "Ветеринария", "Гигиена и санитария", "Проблемы туберкулеза", "Сибирский вестник сельскохозяйственной науки", "Земля сибирская, дальневосточная" , материалах региональных научных конференций и других научно-производственных изданиях.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ,ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ - результаты изучения экологической валентности Mycobacterium bovis и Mycobacterium avium и ее эпизоотологическая роль.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭПИЗООТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ТУБЕРКУЛЕЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Эпизоотический процесс представляет собой пространственно-временную форму взаимодействия популяции паразита и популяции хозяина. С точки зрения материалистической методологии плодотворное изучение эпизоотического процесса возможно при сочетании территориального (хорологического) и временного (хронологического) подходов к анализу фактических данных.

Этим, в принципе, решается вопрос - нужно или не нужно географическое направление в изучении заразных болезней. Оно объективно необходимо. Другое дело, что его теоретические и методические основы разработаны все еще довольно слабо / 5 /.

Многие исследователи отмечали роль природных факторов в эпизоотологии туберкулеза / 347, 353, 363, 508,509, 517, 541, 563, 564, 567, 572, 595/. К важным природным факторам, действующим непосредственно и опосредованно на эпизоотический процесс туберкулеза крупного рогатого скота, авторы относят и почву / 508, 509, 517, 541, 595/.

По интенсивности проявления эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота в различных регионах земного шара, отдельных континентов, странах и регионах наблюдаются существенные различия /31/.

В России в течение последних 30 лет сохраняется тенденция неравномерного распространения туберкулеза крупного рогатого скота в областях, краях и республиках. В 1963 году в 11 областях (Челябинская,

Тюменская, Омская, Саратовская, Новосибирская и др.) было сосредоточено 51,4 % неблагополучных пунктов и выявлено 62,3 % реагирующего на туберкулин скота от общего количества по республике /86/. В 1994 году отмечено, что 30% неблагополучных по туберкулезу крупного рогатого скота пунктов и 90% больного скота на передержке от общего количества по стране приходится на Саратовскую и Волгоградскую области 121.

В 42 субъектах Российской Федерации из 71 регистрируется туберкулез крупного рогатого скота / 390 /. По степени распространения туберкулеза субъекты Федерации делятся на три категории. Первая - благополучная, к ней относится 29 субъектов Федерации в различных природно-климатических зонах страны. Вторая - неблагополучная, с ограниченным распространением болезни ( от 1 до 20 пунктов ), включает 20 субъектов Федерации. Третья -неблагополучная, со значительным распространением болезни, куда включены 24 субъекта Федерации. В третью группу кроме прочих входят Тюменская, Курганская, Омская и Новосибирская области, расположенные на юге Западной Сибири и в Зауралье.

При изучении географической приуроченности туберкулеза крупного рогатого скота в административных единицах Российской Федерации и других стран многие авторы выявили зональные особенности эпизоотического процесса туберкулеза / 14, 65, 164, 261, 347, 353, 363, 508, 509, 517, 541, 563, 564,567, 572,595/.

Исследователи отмечают не только неравномерность распространения туберкулеза крупного рогатого скота, но и сложности в проведении оздоровительных мероприятий в зонах с высокой напряженностью эпизоотической ситуации по туберкулезу / 14, 261,347, 564, 558 /.

Многие зоны с напряженной эпизоотической ситуацией по туберкулезу крупного рогатого скота неблагополучных регионов расположены на равнинных территориях /14,347, 527, 563, 564/.

Некоторые авторы причину приуроченности туберкулеза крупного рогатого скота объясняют ландшафтными / 347, 527, 563, 564 /, почвенными /508, 509, 517, 595 / и метеорологическими / 353 / условиями местности.

Часть исследователей этой проблемы акцентируют внимание на роли социально-экономических факторов в стационарности туберкулеза крупного рогатого скота / 65, 369, 567, 572 /.

Изучение влияния природных и хозяйственно-экономических факторов на количественные и качественные изменения показателей, характеризующих проявление эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота, показало, что на исход взаимодействия возбудителя туберкулеза и организма животных в паразитарной системе оказывают влияние факторы, регулирующие устойчивость крупного рогатого скота к возбудителю туберкулеза / 123, 541 /. Установлена прямая зависимость между показателями активности Солнца и урожаем кормовых культур и обратная -между этими факторами и заболеваемостью крупного рогатого скота туберкулезом / 541 /.

По мнению ведущих ученых, возбудитель и организм хозяина - это две биосистемы, образующие паразитарную систему. Каждая из вступивших во взаимодействие популяций подвергается сложным воздействиям окружающей среды / 50, 596 /.

Учитывая ограниченность научной информации о причинах географических особенностей эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота, остается изложить предположения отдельных авторов по этому вопросу.

По мнению ряда авторов, характер почвы определенных территорий влияет на выживаемость и вирулентность возбудителя туберкулеза /4, 541, 595/. По мнению других исследователей, на неравномерное распространение туберкулеза крупного рогатого скота оказывают влияние природно-климатические факторы /123, 517 /.

Большинство авторов констатирует факты зонального распространения туберкулеза крупного рогатого скота без комментариев или объясняют это явление термином с широкой трактовкой "природно-экономические факторы" /14,65, 320, 347, 508, 509, 523, 564 /.

Анализируя доступные нам сведения о географических особенностях эпизоотического процесса туберкулеза крупного рогатого скота, следует отметить некоторые общие закономерности. В большинстве административных областей Западной Сибири и Приуралья ( Омская, Тюменская, Челябинская, Курганская, Оренбургская, Новосибирская ) наибольшая доля неблагополучных пунктов и реагирующих на туберкулин животных приходится на лесостепную полосу. Наиболее благополучны горно-лесные зоны / 517, 541 /. Аналогичные сведения о преобладающем распространении туберкулеза в степных и лесостепных зонах по сравнению с предгорными и горными районами отмечены в работах других исследователей / 369, 523, 563 /.

В связи с обнаруженными фактами ландшафтной, почвенной и климатической приуроченности туберкулеза крупного рогатого скота интерес представляет концепция о территориальной приуроченности выживаемости патогенных для животных и человека возбудителей.

Микобактерии туберкулеза непрерывно перемещаются из организма одного хозяина в организм другого. Это перемещение происходит через элементы окружающей среды ( среда 2 порядка - вода, почва, воздух ). Среди элементов 2 порядка важную эпизоотическую роль играет почва как промежуточная среда, куда с органическими отходами животных попадает значительное число патогенных микобактерий.

Интенсивность воздействия на микобактерии разных структур и веществ почвы, инсоляции, влаги разными авторами определяется неодинаково. Влияние тех или ины