Czynniki środowiskowe wpływające na występowanie wąglika

Zrozumienie czynników środowiskowych wpływających na występowanie wąglika ma kluczowe znaczenie dla przewidywania i zapobiegania wybuchom tej choroby. Bacillus anthracis jako bakteria glebowa podlega wpływom różnorodnych warunków środowiskowych, które decydują o jej przetrwaniu, aktywacji i dostępności dla zwierząt gospodarskich oraz dzikiej zwierzyny.

Właściwości gleby sprzyjające występowaniu wąglika

Najważniejszym czynnikiem środowiskowym wpływającym na występowanie wąglika jest odczyn gleby. Związek wysokiego pH gleby z miejscami sprzyjającymi utrzymywaniu się wąglika sięga co najmniej początku XX wieku, kiedy Higgins w 1916 roku stwierdził, że odpowiednia gleba musi być lekko alkaliczna¹. Zarodniki wąglika wymagają warunków alkalicznych do przetrwania, więc lokalizacje, które naturalnie mają gleby alkaliczne, są bardziej narażone na ryzyko².

Drugim istotnym składnikiem glebowym jest wapń. Związek wapnia z miejscami sprzyjającymi wąglikowi wydaje się być rozpoznawany w Federacji Rosyjskiej od ponad wieku w ramach koncepcji czarnoziemu – procesu kalcyfikacji gleby z wapiennego materiału macierzystego¹. Niektóre rodzaje gleb, takie jak wapienne, mogą wspierać Bacillus anthracis w jego formie replikacyjnej³.

Wąglik występuje głównie w glebach alkalicznych z wysokim poziomem azotu spowodowanym rozkładającą się roślinnością⁴. Wysokie poziomy azotu wynikające z rozkładającej się materii organicznej tworzą środowisko sprzyjające przetrwaniu i potencjalnej aktywacji zarodników bakteryjnych.

Wpływ warunków klimatycznych

Warunki klimatyczne odgrywają fundamentalną rolę w występowaniu wąglika. Temperatura jest jednym z kluczowych czynników – wąglik występuje w temperaturach przekraczających 15°C (60°F)⁴. Te temperatury sprzyjają zarówno przetrwaniu zarodników, jak i ich potencjalnej aktywacji w odpowiednich warunkach.

Naprzemienne okresy deszczu i suszy są szczególnie niebezpieczne²⁴. Ryzyko wąglika jest najwyższe po powodziach i/lub podczas suszy oraz w obszarach alkalicznych⁵. Wybuchy wąglika zazwyczaj występują w środku lata, gdy zwierzęta gospodarskie przebywają na pastwisku, szczególnie podczas przejść między skrajnie suchymi okresami a intensywnymi opadami⁶.

Warunkiem, który najbardziej sprzyja długiemu przetrwaniu zarodników, jest suchość¹. Suche warunki pozwalają zarodikom pozostać w stanie uśpienia przez bardzo długi czas, zachowując swoją żywotność i zdolność do infekcji.

Czynniki wpływające na dostępność zarodników

Najczęstszym źródłem zarodników wąglika jest skażona gleba³. Większość wybuchów wąglika występuje po zakłóceniu, które wynosi nową glebę na powierzchnię³. Takie zakłócenia mogą obejmować:

• Powodzie i intensywne opady deszczu
• Prace ziemne i wykopowe
• Erozja gleby
• Działalność rolnicza naruszająca głębsze warstwy gleby

Jeśli grunt został niedawno zalany lub przekopany, może to zwiększyć podejrzenie wąglika, ponieważ zarodniki mogły zostać niedawno wyniesione na powierzchnię⁷. Te zakłócenia środowiskowe mogą sprawić, że wcześniej niedostępne zarodniki staną się dostępne dla wypasanych zwierząt.

Praktyki zarządzania, takie jak nadmierny wypas, korzystanie z niedawno zalanych pastwisk i niewłaściwa ocena oraz utylizacja martwych zwierząt, mogą również zwiększyć narażenie na zarodniki wąglika i należy unikać tych praktyk⁸.

Długoterminowa przetrwalność w środowisku

Zarodniki wąglika charakteryzują się niezwykłą trwałością w środowisku. Zdolność zarodników wąglika do pozostawania żywotnymi przez bardzo długie okresy stała się niemal legendarna¹. Bakterie Bacillus anthracis mogą tworzyć wysoce odporne zarodniki, które przetrwają w środowisku przez dziesięciolecia⁹.

Zarodniki wąglika mogą żyć nieskończenie długo w glebie skażonego pastwiska lub podwórza¹⁰. Bakterie wywołujące wąglik mogą tworzyć zarodniki, które są odporne na ciepło, zimno, chemiczne środki dezynfekujące i wysychanie¹⁰. Zarodniki mogą przetrwać w glebie przez wiele lat¹¹, a nawet dziesięciolecia.

Zarodniki Bacillus anthracis mogą pozostać żywotne i zakaźne w glebie przez lata, a może i dziesięciolecia¹². Ta niezwykła odporność oznacza, że miejsca, które były kiedyś skażone, mogą stanowić zagrożenie przez bardzo długi czas, nawet po ustaniu pierwotnego źródła zakażenia.

Cykle środowiskowe i reaktywacja

Chociaż rzadkość środowiskowego cyklingu nie jest powszechnie akceptowana, niektórzy badacze uważają, że pewne cechy naturalnie występującego wąglika są lepiej wyjaśniane przez wzorzec namnażania się Bacillus anthracis w glebie niż przez zwykłe utrzymywanie się zarodników¹³. Zarodniki mogą kiełkować poza organizmem zwierzęcia, jeśli warunki na to pozwalają¹³.

Nie jest dobrze zrozumiane, dlaczego choroba nagle pojawia się ponownie, ale prawdopodobnie występuje w odpowiedzi na zmiany środowiskowe⁴. Tempo i zakres sporulacji przez komórki wegetatywne wydalane z zakażonych zwierząt jest w złożony sposób wpływany przez warunki środowiskowe, w które wpadają¹³.

Rozmieszczenie geograficzne

Wąglik występuje na wszystkich zamieszkanych kontynentach³ i jest związany z nagłą śmiercią zwierząt wypasanych na całym świecie¹⁴. Bakteria występuje naturalnie w glebie na całym świecie¹⁵ i może zakażać zwierzęta domowe lub dzikie¹⁶.

Wąglik najczęściej występuje w regionach rolniczych, gdzie pojawia się u zwierząt (np. Ameryka Południowa i Środkowa, Europa Południowa i Wschodnia, Azja, Afryka, Karaiby i Bliski Wschód)¹⁷. Bacillus anthracis najczęściej występuje w Afryce oraz w środkowej i południowej Azji¹⁸. Rzadko występuje w Ameryce Północnej¹⁸.

Chociaż wąglik jest obecnie bardzo rzadki w Wielkiej Brytanii, sporadyczne przypadki pojawiają się tam, gdzie zarodniki są nadal obecne w glebie¹⁹. Podobnie, wąglik u zwierząt jest rzadki w Ameryce Północnej¹⁷, ale sporadyczne przypadki nadal się zdarzają w określonych warunkach środowiskowych.