Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Глава 19
§ 1. Общая характеристика клостридий.
Род Clostridium составляют грамположительные анаэробные спороообразующие бактерии. В настоящее время известно более 100 видов клостридий. Споры больше тел бактерий, форма последних напоминает веретено, поэтому они получили название “клостридии” (от греч. kloster - веретено). В род входят бактерии, которые вызывают 3 основные заболевания человека - газовую гангрену, пищевые отравления и столбняк. Некоторые из патогенов (например, C. perfringens и C. tetani) входят в состав нормальной микрофлоры кишечника животных и человека. Много видов являются патогенными, но большинство клостридий - сапрофиты, которые существуют в почве, воде и в умерших растениях и животных. Некоторые (например, C. acetobutylicum) имеют промышленное значение - их используют для продукции таких химических веществ, как ацетон и бутанол.
Клостридии крайне полиморфны; это палочки размером 3-8 мкм*0,4-1,2 мкм, часто наблюдают образование длинных нитчатых и инволюционных форм. Некоторые из них (C. sporogenes) постоянно образуют споры, у других (C. perfringens) этот признак вариабельный; спорообразование происходит также в организме хозяина. Форма и локализация спор различна у разных видов, что используют для идентификации и классификации клостридий. Споры могут быть: (1) центральными или экваториальными, придавая бактерии вид веретена (C. bifermentans); (2) субтерминальными, придавая вид булавы (C. perfringens); (3) овальными терминальными, как теннисная ракетка (C. tertium) или (4) сферическими терминальными, как барабанная палочка (C. tetani). Клостридии являются подвижными бактериями с перитрихеальными жгутиками (исключение составляют C. perfringens и C. tetani IV типа, которые неподвижны). Движение медленное и “статическое”. C. perfringens и C. butyricum образуют капсулы, другие клостридии - нет.
Клостридии хорошо воспринимают красители. Они являются грамположительными, но в старых культурах можно проявить грамвариабельны и даже грамнегативные клетки. Клостридии являются анаэробами, чувствительность к кислороду у разных видов разная. Некоторые (например, C. novyi) являются строгими анаэробами и гибнут при контакте с кислородом, другие (например, C. novyi) являются аеротолерантными и даже могут расти в аэробных условиях. Более важным есть то, что отсутствие кислорода обеспечивает достаточно низкий окислительно-восстановительный потенциал в питательной среде. В лабораторных условиях это обеспечивают путем добавления к среде редуцирующих веществ, таких, как ненасыщенные жирные кислоты, аскорбиновая кислота, глутатион, цистеин, тиогликолевая кислота, щелочная глюкоза, сульфиты или металлическое железо. Способствует росту небольшая концентрация двуокиси углерода. Оптимальной температурой для патогенных клостридий является 37ºC; некоторые сапрофитные клостридии являются термофильными, другие - психрофильными. Оптимальной рН среды является 7,0-7,4.
Клостридии растут относительно медленно на плотных средах, формируя различные колонии. Некоторые виды образуют гемолиз на кровяном агаре. Для лабораторной диагностики лучшим является мясной бульон Робертсона, содержащий ненасыщенные жирные кислоты, которые поглощают кислород, (реакция катализируется гематином мяса), а также сульфгидрильные компоненты, которые поддерживают сниженный окислительно-восстановительный потенциал. Клостридии при росте вызывают помутнение бульона Робертсона, большинство видов продуцируют газ, сахаролитические виды окрашивают мясо в красный цвет, протеолитические виды - в черный цвет с неприятным запахом. Продукцию кислоты, газа и фактора свертывания изучают с использованием среды, содержащей лакмусовое молоко.
Вегетативные формы клостридий не отличаются от неспорообразующих бактерий по своей резистентности к действию физических и химических факторов. Споры являются вариабельно стойкими к нагреванию, высушиванию и действию дезинфектантов. Все клостридии разрушаются при автоклавировании при 121ºC в течение 10 минут. Споры являются особенно резистентными к действию фенолов, в 2 % растворе формальдегида они остаются жизнеспособными до 5 дней; 1 % водный раствор йода разрушает их через 3 часа; наиболее эффективным являются 2 % раствор глютарового альдегида с рН 7,5-8,5. Клостридии чувствительны к метронидазолу, пенициллину, хлорамфениколу, эритромицину, меньше - к тетрациклинам, стойкие - к аминогликозиам и хинолонам.
Клостридии могут вызывать заболевания только при определённых условиях (таблица 1), их инвазивность ограничена. Патогенные клостридии образуют сильные экзотоксины. C. botulinum являются неинвазивными и неинфекционными, ботулизм возникает вследствие употребления с пищей уже образовавшегося токсина. C. tetani имеют небольшие инвазивные свойства и локализуются в первичном очаге инфекции, они вызывают столбняк вследствие действия сильного экзотоксина, который они продуцируют. Клостридии газовой гангрены являются токсигенными и инвазивными, они распространяются в тканях и даже могут вызывать септицемию.
Таблица 1
Клостридии - патогены человека
|
Группа газовой гангрены |
|
|
Постоянные патогены |
C. perfringens, C. septicum, C. novyi |
|
Менее патогенные |
C. histolyticum, C. fallax |
|
Сомнительные патогены |
C. bifermentans, C. sporogenes |
|
Столбняк - C. tetani |
|
|
Пищевое оваренние |
|
|
Гастроэнтерит |
C. perfringens (тип А) |
|
Ботулизм |
C. botulinum |
|
Острый колит - C. difficile |
Для классификации клостридий используют много их свойств: морфологических (форма и расположение спор) и биохимических (сахаролитическая и протеолитическая активность) (таблица 2). Клостридии, которые имеют медицинское значение, также разделяют в зависимости от заболеваний, которые они способны вызывать.
Таблица 2
Биохимическая характеристика самых распространенных клостридий
|
Виды |
Продукция индола |
Ферментация карбогидратов |
|||||
|
глюкоза |
мальтоза |
лактоза |
сахароза |
салицин |
маннитол |
||
|
C. botulinum группа I |
- |
+ |
-/слабая |
- |
- |
- |
- |
|
C. botulinum группа II |
-/+ |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
|
C. botulinum группа III |
- |
+ |
-/слабая |
- |
-/слабая |
- |
- |
|
C. histolyticum |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
C. innocuum |
- |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
|
C. limosum |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
C. novyi A |
- |
+ |
+ |
- |
- |
-/+ |
- |
|
C. perfringens |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
|
C. septicum |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
|
C. tetani |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
§ 2. Clostridium perfringens.
(Синонимы - C. welchii, Bacillus aerogenes capsulatus, B. phlegmonis emphysematosae).
Эти клостридии впервые были культивированы Акальмом (1891 г.), но детально описаны В. Велшем и Г. Нуталом (1892 г.), которые изолировали их из крови и органов трупа человека. Они являются наиболее важным этиологическим фактором газовой гангрены, также вызывают пищевое оваренние и некротический энтерит у человека и много серьезных заболеваний животных. C. perfringens являются составной частью нормальной микрофлоры толстой кишки, их выделяют из фекалий, они обитает на коже промежности, ягодиц и бедер. Споры находят в почве, пыли и воздухе.
Морфология. Это грамположительные бактерии с прямыми параллельными сторонами и округлыми или обрезанными концами, центрально или субтерминально расположенными спорами; имеют размер 4-6*1 мкм, в мазках располагаются одиночно, цепями или небольшими скоплениями. Они полиморфны, часто возникают ниточные и инволюционные формы; образуют капсулы, неподвижны. При культивировании на питательных средах материала, полученного от больных газовой гангреной, спор не образуют, это является одной из характерных особенностей C. perfringens.
Культивирование. Эти бактерии являются анаэробами, но могут расти в микроаэрофильных условиях. Кислород не влияет токсично на клостридии газовой гангрены, при культивировании в аэробных условиях они не гибнут, как это происходит с требовательными анаэробами. Они растут при рН 5,8-8,0 и температуре 20-50ºС. Они, как правило, хорошо растут при 37ºС, но оптимальной температурой для большинства штаммов является 45ºС, при этой температуре время деления может составлять всего 10 минут. Это свойство используют для получения чистых культур C. perfringens. В мясной бульон Робертсона вносят смесь C. perfringens с другими бактериями и инкубируют при 45ºC в течение 4-6 часов, что служит средой обогащения. Перенос этих культур на кровяной агар приводит к чистому или преобладающему росту C. perfringens. Хороший рост наблюдается на среде Робертсона, мясо приобретает розовый цвет, но не переваривается, культура имеет кислую реакцию и кислый запах. При культивировании в лакмусовом молоке происходит ферментация лактозы с образованием кислоты, о чем свидетельствует изменение цвета лакмуса с голубого на красный. Кислота коагулирует казеин (кислотные сгустки) и свернутое молоко разрушается вследствие интенсивной продукции газа. Вследствие этого парафиновая корка выталкивается и сгустки молока покрывают стенки пробирки. Это явление называют “бурным брожением”. После 12-часовой инкубации на агаре с сывороткой крови человека, кролика или барана колонии большинства штаммов вызывают “направленный гемолиз”, выражающийся в наличии узкой зоны полного гемолиза вследствие влияния тета-токсина и значительно более широкой зоны неполного гемолиза под влиянием альфа-токсина. Это явление гемолиза двух видов становится менее выраженным при продолжительной инкубации.
Ферментативные свойства. Клостридии ферментируют с образованием кислоты и газа глюкозу, мальтозу, лактозу и сахарозу. Тесты на образование индола и Фогеса-Проскауэра - отрицательные, тест с метиленовым красным - положительный. Продуцируют большое количество сероводорода. Большинство штаммов расщепляет нитраты.
Токсинообразование. C. perfringens являются наиболее токсинопродуцирующими микробами, способными секретировать минимум 12 различных токсинов, а также других ферментов и биологически активных растворимых веществ. Четыре “основных токсина”, альфа-, бета-, эпсилон- и иота-, предопределяют патогенность. Альфа-токсин продуцируют все типы C. perfringens, но больше всего - штаммы типа А. Этот токсин имеет наибольшую биологическую значимость и вызывает токсемию при газовой гангрене; он летальный, дерматонекротический и гемолитический. По химическому составу это фосфолипидаза (лецитиназа С), которая в присутствия ионов кальция и магния расщепляет лецитин до фосфорилхолина и диглицерида. Эта реакция имеет проявление в виде переливчатости в сывороточной или желтковой среде и специфически нейтрализуется антитоксином. Когда C. perfringens выращивают на среде, содержащей 6 % агар, 5 % пептически переваренной крови барана и 20 % сыворотку крови человека, и на половину чашки наносят антитоксин, колонии на половине без антитоксина окружает непрозрачная зона. Благодаря специфической нейтрализации альфа-токсина на половине с антитоксином непрозрачных участков вокруг колоний не будет. Это явление получило название реакции Наглера и используется для экстренной индикации C. perfringens в клиническом материале. Добавление неомицина сульфата к среде делает её более селективной, угнетая рост аналогичных бактерий и спорообразующих аэробов. Сыворотку крови человека можно заменить на 5 % яичный желток. Помутнение среды с яичным желтком может быть вызвано другими бактериями с лецитиназной активностью (C. novyi, C. bifermentans, некоторые вибрионы, спорообразующие аэробы). При наличии этих бактерий реакция не нейтрализуется антитоксином против C. perfringens, исключение составляют C. bifermentans, которые продуцируют серологически подобную лецитиназу.
Альфа-токсин гемолизирует эритроциты большинства животных (кроме лошадей и коз) и человека благодаря влиянию на фосфолипиды клеточных мембран. Лизис происходит при разных температурах, но наиболее четко наблюдается после инкубации при 37ºC с последующим охлаждением до 4ºC. Токсин является относительно термостабильным и только частично инактивируется кипячением в течение 5 минут. Бета-, эпсилон- и иота-токсины имеют летальные и некротические свойства; гама- и эта-токсины менее летальны; дельта-токсин имеет летальное действие и вызывает гемолиз эритроцитов парнокопытных животных (овец, коз, свиней, крупного рогатого скота). Тета-токсин являются кислородлабильным гемолизином, имеющим антигенное сходство со стрептолизином О; он вызывает гибель и цитолиз. Каппа-токсин являются коллагеназой, ламбда-токсин - протеазой и желатиназой, мю-токсин - гиалуронидазой, ню-токсин – ДНКазой.
Кроме токсинов, C. perfringens также продуцируют другие растворимые вещества, некоторые из которых имеют ферментативные свойства. К этим веществам относят: (1) ферменты, которые разрушают компоненты крови; (2) нейраминидазу, разрушающую рецепторы к миксовирусам на эритроцитах; (3) вещество, которое делает эритроциты панагглютинабельными путём экспозиции их Т-антигенов; (4) гемагглютинин, активный в отношении эритроцитов человека и большинства животных; (5) фибринолизин; (6) гемолизин, отличный от альфа-, тета- и дельта-токсинов; (7) гистамин; (8) “фактор взрыва”, специфически действующий на мышечную ткань и предопределяющий специфичность поражений мышц при газовой гангрене; (9) “циркулирующий фактор”, вызывающий повышение чувствительности к адреналину капиллярного русла и угнетающий фагоцитоз.
Антигенная структура. Антигенные структурные компоненты, связанные с вирулентностью, идентификацией, классификацией и диагностикой, неизвестны.
Классификация. Штаммы C. perfringens разделяют на 5 типов (от А до Е) на основании токсинов, которые они продуцируют. Поскольку клостридии продуцируют большое количество токсинов, типирование зависит от 4 “основных токсинов”. Типирование проводят в реакциях нейтрализации со специфическими антитоксинами путем подкожного введения морским свинкам или внутривенных инъекций мышам.
Резистентность. Споры обычно разрушаются при кипячении в течение 5 минут, но споры штаммов типа А и некоторых штаммов типа С, ответственных за развитие пищевых отравлений, выдерживают кипячение в течение 1-3 часов. Автоклавирование при 121ºC в течение 15 минут разрушает споры. Споры устойчивы к действию антисептиков и общепринятых дезинфектантов.
Патогенность для животных. Среди лабораторных животных чувствительными к инфицированию являются морские свинки, кролики, голуби и мыши. При вскрытии животных выявляют отек и некроз тканей с накоплением газа в очаге пенетрации возбудителя. Наиболее часто клостридии выявляют в крови.
Патогенез и заболевания человека. C. perfringens вызывают следующие заболевания человека. Некоторые штаммы типа А могут вызывать пищевые отравления. Они характеризуются резистентностю своих спор к нагреванию и слабой продукции альфа- и тета-токсинов. Они продуцируют термолабильный энтеротоксин, который, подобно энтеротоксину холерного вибриона и энтеротоксигенным кишечным палочкам, ведет к накоплению жидкости в подвздошной кишке кролика. Пищевые отравления C. perfringens обычно вызывает употребление в пищу мяса. После инкубационного периода в течение 8-24 часов возникает боль в животе, понос и рвота. Болезнь является самоограниченной и выздоровление наступает в течение 24-48 часов. Диагноз подтверждают путем изоляции C. perfringens типа А из испражнений и пищи. Поскольку эти клостридии являются составными компонентами нормальной микрофлоры кишок, изоляция их из испражнений (кроме больших количеств) не имеет диагностического значения. Изоляцию из пищевых продуктов следует проводить путем прямого посева на селективные среды, поскольку клостридии присутствуют в пище преимущественно в виде вегетативных клеток.
Штаммы C. perfringens типа А (и иногда типа D) были изолированы при гангренозном аппендиците. Этиологическая роль клостридий в этом случае была подтверждена положительным влиянием антитоксина на течение болезни у этих пациентов. Считают, что токсемия и шок в некоторых случаях кишечной непроходимости и перитонита могут быть вызваны влиянием токсинов C. perfringens.
Острый и часто фатальный некротический еюнит (некротический энтерит) вызывают штаммы типа С. Это заболевание возникает редко, но спорадические случаи и вспышки имели место в разных странах - Германии, Новой Гвинее, Восточной Африке, Таиланде и Непале. Активная иммунизация анатоксином, изготовленным из C. perfringens типа С оказалась эффективной в профилактике этого заболевания.
Некротический колит является редким, но фатальным заболеванием, при котором большие сегменты толстой кишки становятся гангренозными. Этиологическая роль C. perfringens при этом заболевании не доказана.
C. perfringens вызывает 2 серьезных заболевания желчевыводящего тракта - острый эмфизематозный холецистит и септицемию после холецистэктомии.
Газовая гангрена брюшной стенки является частым осложнением операций на органах брюшной полости. Инфекция является эндогенной, клостридии поступают из середины кишок во время оперативного вмешательства.
C. perfringens крайне редко вызывают абсцесс головного мозга и менингит. При проникающих травмах глаза может развиться панофтальмия. Клостридиальные инфекции грудной полости могут возникать как осложнения проникающих повреждений этой области; это часто имеет место во время боевых действий. Инфекции мочевыделительного тракта могут возникать как осложнения оперативных вмешательств, таких, как нефрэктомия. Клостридиальные инфекции матки могут возникать после септических абортов, которые часто сопровождаются септицемией.
C. perfringens типа А являются основным этиологическим фактором газовой гангрены. Они могут выступать в качестве единственного этиологического агента, но чаще они ассоциируются с другими клостридиями, а также неклостридиальными анаэробами и даже аэробами. Не все клостридиальные раневые инфекции приводят к развитию газовой гангрены, более часто они вызывают “раневую контаминацию” или анаэробный целюллит. Газовая гангрена возникает только при поражении мышечной ткани (анаэробный миозит).
Оукли (1954) определил газовую гангрену как миозит с явлениями отека, который быстро распространяется и возникает при тяжёлых ранениях большого количества мышечной массы, контаминированной патогенными клостридиями, особенно C. perfringens. В прошлом заболевания называли “злокачественным отеком”. Газовая гангрена была описана ещё Гиппократом (460-355 гг. до н.э.), но заболевание не имело существенного значения до Первой мировой войны. Газовая гангрена является типичным заболеванием войн, при которых часто возникают тяжёлые ранения с микробным загрязнением. В мирное время заболевание возникает после автомобильных катастроф или других травм, при которых происходит разрушение больших объемов мышечной ткани. Очень редко она возникает как осложнение хирургических вмешательств.
Бактериологический спектр газовой гангрены очень разнообразен. Редко она возникает вследствие инфицирования только клостридиями; чаще этиологическими агентами являются несколько видов клостридий в ассоциации с анаэробными стрептококками и факультативными анаэробами (кишечной палочкой, протеями и стафилококками). Среди патогенных клостридий наиболее часто идентифицируют C. perfringens (60 %), менее часто C. novyi и C. septicum (20-40 %), редко - C. histolyticum. Другими клостридиями, которые идентифицируют при газовой гангрене, являются C. sporogenes, C. fallax, C. bifermentans, C. sordellii, C. aerofoetidum и C. tertium; сами по себе они могут быть непатогенными, их выявление может быть обусловлено распространением видов в разных грунтах.
Клостридии попадают в раны, как правило, с чужеродными частицами, такими, как почва (особенно культивированная), дорожная пыль, кусочки тканей или шрапнель. Они также могут присутствовать на здоровой коже, особенно промежности и бедер. Иногда инфекция является эндогенной. Газовая гангрена иногда возникает после “чистых” хирургических процедур (особенно ампутаций при болезнях сосудов) и даже инъекций (особенно адреналина).
Простое присутствие клостридий в ране не означает наличия газовой гангрены. МакЛенан выделил 3 типа анаэробных раневых инфекций: (1) простая раневая контаминация без инвазии подлежащих тканей, при которой заживление ран задерживается; (2) анаэробный целюллит, при котором клостридии проникают в фасциальные участки без поражения мышц; заболевание имеет разную выраженность - от ограниченного “газового абсцесса” до тотального поражения конечности; анаэробный целюллит в 2-3 разы чаще, чем газовая гангрена, встречается во время военных действий; (3) анаэробный миозит, или газовая гангрена, связанный с инвазией клостридий в здоровую мышечную ткань и интенсивной продукцией экзотоксинов. Газовая гангрена возникает только в благоприятных условиях для размножения клостридий, наиболее важным являются низкое давление кислорода (наиболее часто это наблюдается при боевых ранениях).
Клостридии размножаются и вырабатывают токсины, которые вызывают дальнейшее поражение тканей. Лецитиназы повреждают клеточные мембраны и повышают проницаемость капилляров, приводя к экстравазации и повышению давления в пораженных мышцах, вызывая дальнейшее бескислородное поражение. Гемолитическая анемия и гемоглобинурия возникают вследствие лизиса эритроцитов альфа-токсином. Коллагеназы разрушают коллагеновые барьеры в тканях, гиалуронидазы расщепляют межклеточное вещество, способствуя инвазии клостридий. Интенсивная продукция газов уменьшает кровоснабжение путем давления, увеличивая бескислородный участок. Благодаря этому возбудители распространяются из локального очага, а заболевание прогрессирует. Инкубационный период может составлять от 7 часов до 6 недель после ранения, в среднем - 10-48 часов для инфекции, вызванной C. perfringens, 2-3 часа для C. septicum и 5-6 дней при инфицировании C. novyi. Заболевание характеризуется нарастающей болью, отеком и напряжением пораженного участка с признаками системной токсемии. Из раны выделяется водянистое содержимое в небольшом количестве, которое позднее становится профузным и серозно-кровянистым. Накопление газов вызывает крепитацию тканей. При отсутствии лечения заболевание быстро прогрессирует, развиваются токсемия и прострация, человек гибнет вследствие недостаточности кровообращения.
Иммунитет к реинфекции не формируется.
Лабораторная диагностика газовой гангрены. Диагноз газовой гангрены следует ставить по клиническим признакам, а функцией лаборатории являются только подтверждение клинического диагноза, идентификация и подсчет патогенов. Бактериологическое исследование помогает дифференцировать газовую гангрену от анаэробного стрептококкового миозита, который практически схож с гангреной на ранних этапах. При стрептококковом миозите при окраске по Граму в мазках выявляют большое количество стрептококков и гноя, а не клостридии, а при газовой гангрене - небольшое количество гноя и разнообразную бактериальную флору. Материалом для исследования являются: (1) мазки с мышц на границе пораженных участков, с тканей в зоне некроза и из экссудата подлежащих участков раны; (2) экссудат из участков с наиболее выраженным инфекционным процессом, а также из глубоких участков ран, который следует собирать с помощью пипетки или тампона; и (3) некротизированные ткани и фрагменты мышц. Окрашенные по Граму мазки позволяют определить виды клостридий и их количество; присутствие большого количества грампозитивных клостридий правильной формы без спор позволяет подтвердить наличие инфицирования C. perfringens. “Цитроновые тела” или плеоморфные клостридии, которые имеют вид лодок или листьев, означают наличие C. septicum; большие бактерии с овальными субтерминальными спорами - C. novyi; тонкие клостридии с круглыми терминальными спорами - C. tetani и C. tetanomorphum. Посевы на агар со свежей лошадиной кровью или подогретый кровяной агар культивируют в аэробных и анаэробных условиях; для предупреждения брожения рекомендуется использовать 5-6 % агар в чашках Петри. Для диагностики используют реакцию Наглера (см. пункт “Токсинообразование” § 1). Для дифференцирования клостридий с различными типами спор используют 4 пробирки с мясным бульоном Робертсона, в которые инокулируют микробы и нагревают до 100ºС в течение 5, 10, 15 и 20 минут с последующим субкультивированием на кровяном агаре через 24-48 часов. Кровяные культуры часто положительны, особенно C. perfringens, однако следует помнить, что бактериемия, вызванная C. perfringens, может возникать без газовой гангрены, а изоляты идентифицируют по их морфологическим, культуральным, биохимическим и токсигенным свойствам.
Лечение газовой гангрены. При газовой гангрене наиболее важным профилактическим и лечебным мероприятием является хирургическое вмешательство. Все поврежденные ткани следует немедленно удалять и очищать раны от кровяных сгустков, некротизированных тканей и чужеродных частиц. При установленном диагнозе газовой гангрены полное и немедленное удаление всех пораженных тканей может спасти жизнь. По возможности следует использовать гипербарическую оксигенацию.
Профилактика газовой гангрены. Эффективным является использование антибиотиков в комбинации с хирургическими манипуляциями. Препаратом выбора является метронидазол, который вводят внутривенно перед хирургической обработкой и повторяют инъекции каждые 8 часов в течение 1 суток. Поскольку часто возникают смешанные аэробные и анаэробные инфекции, следует использовать комбинацию метронидазола, гентамицина и амоксициллина. Пассивную иммунизацию осуществляют противогангренозной сывороткой (лошадиным поливалентным антитоксином в дозе 10 тысяч МЕ C. perfringens, 10 тысяч МЕ C. novyi и 5 тысяч МЕ C. septicum), которую вводят внутримышечно или в экстренных случаях - внутривенно; но в связи с сомнительной эффективностью антитоксина и недоступностью его применяют редко. Активная иммунизация анатоксинами вызывает развитие выраженного антитоксического иммунного ответа в эксперименте, но в клинических условиях не используется.
§ 3. Clostridium septicum.
Бактерии были впервые описаны Л. Пастером и Ж. Жубером (1887) и названы Vibrion septique.
Морфология. Это плеоморфные клостридии размером 3-8*0,6 мкм с овальными центральными или субтерминальными спорами. Они подвижны, имеют перитрихеальные жгутики. Эти клостридии являются грамположительными, в старых культурах встречаются грамнегативные бактерии.
Культивирование. Клостридии хорошо растут в анаэробных условиях на простых средах (оптимальной температурой являются 37-45ºC), образуя прозрачные колонии неправильной формы, которые становятся непрозрачными при продолжительной инкубации. При росте на агаре с лошадиной кровью наблюдают гемолиз. Рост усиливается в присутствии глюкозы; клостридии являются сахаролитическими и интенсивно продуцируют газ.
Ферментативные свойства. C. septicum медленно разжижают желатин и коагулируют молоко, не продуцируют индол, редуцируют нитраты до нитритов и расщепляют белки с образованием сероводорода и аммиака. Мясо при инфицировании клостридиями краснеет, но не переваривается, культуры имеют тухлый запах. Клостридии ферментируют левулезу, глюкозу, галактозу, мальтозу, лактозу и салицин с образованием кислоты и газа.
Токсинообразование. C. septicum продуцирует минимум 4 различных токсина и фибринолизин. Альфа-токсин является гемолитическим, дерматонекротическим и летальным, бета-токсин -лейкотоксической ДНКазой, гамма-токсин - гиалуронидазой, дельта-токсин - кислородлабильним гемолизином.
Антигенная структура. Выделено 6 групп бактерий по соматическим и жгутиковым антигенам.
Классификация. C. septicum настолько тесно связаны с C. chauvoei, что их считают одним видом.
Резистентность аналогична таковой для C. novyi.
Патогенность для животных. C. septicum находят в почве и кишечнике животных. Они вызывают “злокачественный отек” у крупного рогатого скота и овец.
Патогенез и заболевания человека. C. septicum крайне редко изолируют из испражнений и культур крови здоровых лиц. Изоляция этих бактерий из крови при культивировании в анаэробных условиях связана с развитием в макроорганизме других заболеваний (например, лейкоза, лимфомы или карциномы толстой кишки). Воротами для поступления C. septicum в кровяное русло считают илеоцекальный участок кишок; неизвестно, составляют ли они нормальную микрофлору этого отдела. У больных сахарным диабетом, тяжелыми атеросклеротическими сердечно-сосудистыми заболеваниями и газовой гангреной может развиться бактериемия, вызванная C. septicum.
§ 4. Clostridium novyi.
(Синонимы - C. oedematiens).
Эти клостридии были впервые описаны Ф. Нови в 1894 г. Они распространены в почве и вызывали почти 42 % случаев газовой гангрены у солдат в течение Второй мировой войны.
Морфология. Это большие, тучные, плеоморфные грамположительные клостридии размером 4-10*1-2 мкм с большими овальными субтерминальными спорами. Молодые культуры напоминают C. perfringens, но C. novyi подвижны.
Культивирование. Это строгие анаэробы, которые гибнут в присутствии кислорода. Зрелые колонии имеют круглую или неправильную форму, полупрозрачные, с гранулярною поверхностью.
Ферментативные свойства. Все типы C. novyi продуцируют желатиназу и сероводород. Типы А и С ферментируют глюкозу и мальтозу, тип D - только глюкозу. Эти клостридии продуцируют в больших количествах пропионовые и масляные кислот и в меньших - уксусные и валерьяновые.
Токсинообразование. Существует 4 типа этих клостридий (от А до D), выделенных на основании продукции ними токсинов. Медицинское значение имеет только тип А, поскольку он вызывает газовую гангрену. Газовая гангрена, вызванная C. novyi, характеризуется высокой летальностью и наличием большого количества жидкости без газообразования в инфицированной ткани. Другие типы вызывают ветеринарные заболевания. C. novyi являются мощными продуцентами токсинов. Существуют следующие типы токсинов: альфа - некротический и летальный, бета - гемолитический, некротический, летальный, лецитиназный, гамма - гемолитический, некротический, лецитиназный, дельта - кислородлабильный гемолизин, эпсилон - липазный, вызывает опалесценцию среды, содержащей яичный желток, зета - гемолизин, эта - тропомиозиназа, тета - вызывает опалесценцию.
Антигенная структура. В фильтратах культур выявлено 8 токсичных антигенов.
Классификация. C. novyi имеет 4 серотипа, которые обозначают буквами A, B, C и D. Типы А, В и D имеют 2 одинаковых соматических антигена в различных пропорциях; антисыворотка к типу В перекрестно реагирует с другими 3 типами.
Резистентность. Споры выживают в природных условиях в течение 20-25 лет без потери вирулентности. Прямой солнечный свет разрушает их через 24 часа, кипячение - через 10-15 минут, 3 % раствор формалина - через 10 минут. Угольная смола является чрезвычайно активным дезинфектантом.
Патогенность для животных. C. novyi выделяют из печени здоровых животных. Эти клостридии вызывают некротический гепатит (“черную болезнь”) у овец. В ассоциации с непатогенными клостридиями они вызывают развитие у бычков гемоглобинурии и острого геморрагического воспаления слизистых оболочек желудка и двенадцатиперстной кишки с образованием газов в пищеварительном тракте и поражением печени.
Патогенез и заболевания человека. Типы А и В C. novyi вызывают газовую гангрену у людей и животных, наиболее часто этиологическим агентом является тип А.
Лабораторная диагностика. Как и для других клостридий, используют специфические антисыворотки для идентификации и типирования C. novyi. Однако эти клостридии медленно культивируются на питательных средах.
§ 5. Clostridium histolyticum.
Эти клостридии были впервые изолированы М. Вайнбергом и П. Сегуином в 1916 г.
Морфология. Это клостридии с протеолитической активностью, которые образуют овальные субтерминальные споры.
Культивирование. Они являются аэротолерантными и некоторый рост их можно наблюдать даже в аэробных условиях.
Ферментативные свойства. Эти бактерии продуцируют фибринолизин.
Токсинообразование. Бактерии образуют минимум 5 различных токсинов: альфа - летальный и некротический, бета - коллагеназу, желатиназу, гамма - протеиназу, желатиназу, дельта - эластазу, желатиназу, эпсилон - кислородлабильный гемолизин.
Патогенез и заболевания человека. Споры выявляют в почве, но редко. У человека эти клостридии вызывают развитие газовой гангрены, но менее часто, чем другие клостридии.
Иммунитет. Иммунитет при анаэробных инфекциях связан преимущественно с наличием антитоксинов, которые противостоят действию большинства этиологических агентов раневой инфекции. Реакция токсина с антитоксином зависит, в основном, от присутствия лецитина, выступающего в качестве субстрата для активности токсина. Антитоксин не может нейтрализовать лецитиназу, если его добавили после того, как токсин контактировал с лецитином, реакция в этом случае задерживается.
§ 6. Clostridium tetani.
C. tetani (столбнячная палочка) является этиологическим агентом столбняка. Столбняк известен с древних времен, его описали Гиппократ и Аретей. Карле и Раттоне заразили столбняком кроликов в 1884 г. Николье при изучении заболевания в эксперименте (1884 г.) предположил, что манифестации столбняка обусловлены продукцией сходного со стрихнином яда бактериями, размножающимися локально. Розенбах в 1886 г. выделил от больного столбняком тонкие бактерии с круглыми терминальными спорами. Окончательно доказал этиологическую роль столбнячной палочки С. Китазато в 1889 г., который изолировал ее в чистой культуре и воссоздал заболевание на животных путем инокуляции чистых культур. Столбнячные палочки часто выделяют из почвы, кишечника людей и животных. Они являются убиквитарными и выделены из многих других источников, включая уличную и больничную пыль, вату, пластырь, перевязочный материал, кетгут, тальк; в некоторых случаях они были идентифицированы как безвредные загрязнители ран.
Морфология. Это грамположительные тонкие клостридии размером 4-8*0,5 мкм, хотя длина может варьировать. Они имеют прямую ось, параллельные стороны и закругленные концы; в мазках располагаются одиночно или цепочками (редко). Споры сферические, терминальные и большие, они придают клостридиям столбняка характерный вид “барабанных палочек”. Морфология спор зависит от стадии их развития, молодые споры могут быть овальными, а не сферическими. Столбнячные палочки не образуют капсул, двигаются за счет перитрихеальных жгутиков. Молодые культуры грамположительные, старые клетки - грамвариабельны и даже грамнегативные.
Культивирование. Столбнячные палочки - строгие анаэробы, которые растут только при отсутствии кислорода. Оптимальной температурой является 37ºC, рН - 7,4. Они растут на простых средах, рост усиливается при добавлении крови или сыворотки, но не глюкозы. Поверхностные колонии при культивировании получить тяжело, поскольку рост имеет тенденцию к распространению по поверхности агара, особенно на влажных средах. Они образуют чрезвычайно тонкие прозрачные пленки, которые являются практически невидимыми, кроме их нитчатых краев. Эта особенность роста позволяет изолировать столбнячные палочки из смешанных культур. Если в конденсированную воду, которая образовалась у основания скоса питательного агара, инокулировать смешанную бактериальную культуру, после инкубации в течение 1 суток можно наблюдать рост чистой культуры столбнячных палочек на поверхности пробирки (техника Филдса). В толще агара колонии имеют вид мохнатых сферических шариков диаметром 1-3 мм, сформированных радиально расположенными нитями. В скошенном агаре рост напоминает елочное дерево с медленным разрежением среды. Столбнячные палочки хорошо растут на мясном бульоне Робертсона с образованием мути и небольшого количества газа; мясо не переваривается, но становится чёрным при продолжительной инкубации. На агаре с лошадиной кровью возникает альфа-гемолиз, позднее переходящий в бета-гемолиз вследствие продукции гемолизина (тетанолизина).
Ферментативные свойства. Столбнячные палочки обладают протеолитической активностью, но не расщепляют ни один из сахаров; образуют индол, не образуют сероводород; медленно разжижают желатин. Тесты с метиленовым красным и Фогеса-Проскауэра отрицательные. На средах, которые содержат нейтральный красный, образуют зеленоватую флуоресценцию.
Токсинообразование. Столбнячные палочки продуцируют минимум 2 различных токсина- гемолизин (тетанолизин) и мощный нейротоксин (тетаноспазмин), которые являются антигенно и фармакологически различными, а их продукция - независимой. Третий токсин - неспазмогенный нейротоксин с периферической активностью - стимулирует синтез ацетилхолина в нейромышечных синапсах.
Тетанолизин является термо- и кислородлабильным гемолизином, сходным по антигенным признакам с кислородлабильными гемолизинами, которые продуцируются C. perfringens, C. novyi и S. pyogenes. Он вызывает лизис эритроцитов некоторых видов животных, особенно кроликов и лошадей. Его патогенная роль не изучена, возможно, он может действовать как лейкотоксин.
Тетаноспазмин является токсином, ответственным за развитие клинической картины столбняка. Он является кислородстабильным, но относительно термолабильным, нагревание до 65ºС разрушает его через 5 минут. Он кодируется плазмидами; способен спонтанно превращаться в анатоксин в присутствии небольших концентраций формальдегида.
Он является кристаллизующимся антигеном, специфически нейтрализующим антитоксин. Тетаноспазмин - это простой белок, состоящий из одной полипептидной цепи. При высвобождении из столбнячных палочек он автолизируется с образованием гетеродимера, состоящего из тяжёлой цепи (с молекулярной массой 93000) и лёгкой цепи (с молекулярной массой 52000), связанных между собою дисульфидным мостиком. Токсины столбнячных палочек и клостридий ботулизма сходны между собой по аминокислотным последовательностям. Очищенный токсин активен в очень малых концентрациях, MLD для мышей составляет 1-5*10-6/мл, для человека - 130 мкг. Количество токсина зависит от особенностей штамма и типа использованной для культивирования питательной среды. Различные виды животных отличаются по чувствительности к токсину: наиболее чувствительными являются лошади, менее - морские свинки, мыши, козы и кролики; птицы и рептилии - резистентны.
Столбнячные палочки имеют небольшую инвазивность; спора, попавшая в рану, способна превратиться в вегетативное тело и размножаться только в благоприятных условиях. Токсин, продуцируемый локально, адсорбируется двигательными нервными окончаниями и транспортируется к центральной нервной системе вдоль осевых цилиндров периферических нервов. Токсин специфически и сильно связывается ганглиозидами серого вещества нервной ткани. Тетаноспазмин напоминает по своим эффектам стрихнин. Столбнячный токсин специфически блокирует синаптическое торможение в спинном мозге, особенно в участках, где в качестве нейротрансмиттеров выступает глицин. Токсин действует пресинаптически в отличие от стрихнина, действующего постсинаптически.
Блокада спинномозгового торможения приводит к бесконтрольному распространению импульсов, которые возникли в любом участке центральной нервной системы, вследствие чего возникает ригидность мышц и спазмы вследствие спонтанного сокращения агонистов и антагонистов при отсутствии реципрокной ингибиции.
Токсичность тетаноспазмина зависит от пути его попадания в организм. При приеме внутрь он разрушается ферментами пищеварительного тракта и не оказывает отрицательного действия, в отличие от подкожных, внутримышечных или внутривенных инъекций. Введение токсина в нервы или в центральную нервную систему является летальным. Путь попадания токсина определяет клиническую картину: экспериментальный столбняк может быть “локальным”, “восходящим” и “нисходящим” в зависимости от того, как токсин распространился по центральной нервной системе. У людей в природных условиях часто возникает клиническая картина, которая напоминает “нисходящий” столбняк.
Антигенная структура и классификация. На основании реакций агглютинации было выделено 10 серологических типов столбнячных палочек (типы I-Х). Тип VI содержит нежгутиковые штаммы, все другие типы имеют типоспецифические жгутиковые антигены. Все типы продуцируют одинаковый токсин, нейтрализующийся антитоксином, последний продуцируется против любого типа токсина.
Резистентность спор столбнячных палочек к нагреванию зависит от типа штамма: большинство гибнет при кипячении через 10-15 минут, но некоторые выдерживают кипячение в течение 3 часов. Для гарантированного уничтожения спор необходимо автоклавировать материал в течение 20 минут при 121ºC. С другой стороны, для отделения культур столбнячных палочек от неспорообразующих бактерий необходимо нагревать культуры не выше 80ºC в течение 10 минут, и даже это нагревание может вызывать разрушение клостридий столбняка. Споры способны выживать в почве в течение лет и резистентны к действию большинства антисептиков. Они не разрушаются 5 % раствором фенола и 0,1 % раствором хлорида ртути в течение 2 недель и больше, водный раствор йода и 10 % раствор перекиси водорода убивает споры в течение нескольких часов.
Патогенность для животных. Лошади и мелкий рогатый скот болеют столбняком в природных условиях, многие животные являются носителями столбнячных палочек. Среди лабораторных животных чувствительными к столбняку являются белые мыши, морские свинки, крысы, кролики и хомяки.
Патогенез и заболевание человека. Болезнь возникает вследствие инфицирования раны клостридиями столбняка, или, более редко, при парентеральном введении загрязненных веществ, и характеризуется тоническими судорогами мышц, которые обычно начинаются в очаге инфицирования, но даже в легких случаях судороги становятся генерализованными, включают всю соматическую мышечную систему. Часто заболевание возникает после легкого и незаметного ранения; колотые раны наиболее опасны, поскольку они способствуют росту клостридий. Редко столбняк возникает после хирургических вмешательств вследствие несоблюдения правил асептики. Иногда заболевание возникает вследствие локального нагноения, такого, как отит среднего уха (отогенный столбняк). Столбняк являются тяжёлым осложнением септических абортов.
Простое загрязнение раны спорами не всегда приводит к развитию столбняка. Если нет анаэробных условий, споры остаются покоящимися. Разрушение и некроз тканей, недостаточное дренирование инфицированного участка, наличие чужеродных частиц (особенно почвы), ассоциации клостридий с другими бактериями способствуют развитию столбняка. Споры иногда могут оставаться интактными в течение продолжительного времени в очаге проникновения и внезапно превращаться в вегетативные тела в этом очаге или в другом месте при возникновении благоприятных условий.
Инкубационный период составляет от 2 дней до нескольких недель (обычно 6-12 дней). На продолжительность инкубационного периода влияют несколько факторов: локализация и происхождение раны, доза и токсигенность контаминирующего микроба и иммунное состояние микроорганизма. Продолжительность инкубационного периода имеет прогностическое значение - чем он короче, тем более серьезен прогноз. Такое же значение имеет интервал между появлением первого симптома болезни (тризма) и началом судорог (период разгара). До появления методов специфического лечения столбняк был тяжёлым заболеванием с высоким уровнем смертности (80-90 %). Даже при надлежащем лечении уровень летальности составляет 15-50 %. Наиболее тяжёлыми в плане летального исхода являются столбняк новорожденных и столбняк матки (70-100 %), отогенный столбняк имеет более лёгкое течение. Столбняк более распространён в странах с низким уровнем экономического развития и теплым климатом; в сельскохозяйственных районах, где почва хорошо плодоносит и постоянно культивируется, люди и животные живут в тесной связи между собою и имеют место нарушения санитарно-гигиенических норм.
Иммунитет. Выздоровление после перенесенного столбняка не всегда обеспечивает возникновение иммунитета к реинфекции, лиц, которые переболели столбняком, следует вакцинировать столбнячным анатоксином.
Лабораторная диагностика. Диагноз столбняка следует всегда ставить на основании клинических данных. Лабораторные тесты следует использовать только для подтверждения диагноза. Иногда совсем невозможно поставить лабораторный диагноз. Столбнячные палочки можно выявить путем микроскопии, культивирования или инокуляции животным (белым мышам). Выявление при микроскопии типичных “барабанных палочек” в ранах само по себе не означает развития столбняка, ибо похожими на столбнячные палочки являются C. tetanomorphum и C. sphenoides. Для культивирования следует использовать нарезанные кусочки тканей с некротизированных участков ран, а не смывы с поверхности. Материал для исследования инокулируют на половину чашки с кровяным агаром. Рост столбнячных палочек можно выявить на второй половине чашки после инкубации в анаэробных условиях в течение 1-2 дней. Материал также вносят в 3 пробирки с мясным бульоном, одну из которых нагревают до 80ºC в течение 15 минут, вторую - в течение 5 минут, третью не нагревают совсем. Целью нагревания в течение разного времени является уничтожение вегетативных бактерий, тогда как споры столбняка не гибнут, поскольку очень отличаются по устойчивости к действию высоких температур. Затем пробирки с агаром инкубируют при 37ºС и культивируют на половине чашки с кровяным агаром до 4 дней. Столбнячные палочки можно изолировать в чистой культуре путем субкультивирования нитей по краю роста. Внесение в среду полимиксина В, к которому клостридии резистентны, делает её более селективной.
Для идентификации и определения токсигенности Лоубери и Лилле предложили использовать чашки с агаром, содержащим 4 % лошадиной крови: на половину каждой чашки наносят антитоксин (1500 единиц в 1 мл), а культуру столбнячных палочек наносят на всю поверхность чашек, после чего их инкубируют в анаэробных условиях в течение 2 дней. Токсигенные клостридии столбняка образуют зоны гемолиза вокруг колоний только на половине чашки без антитоксина; на второй половине антитоксин угнетает лизис. Этот тест позволяет идентифицировать столбнячные палочки, но не их токсигенность, поскольку он отображает продукцию только тетанолизина, а не тетаноспазмина, также являющегося патогенным токсином.
Лечение. Больных столбняком следует лечить в условиях стационаров, желательно в специализированных отделениях. Необходимость их изоляции обусловлена тем, что шум и свет могут спровоцировать развитие конвульсий. Больные столбняком являются незаразными, передача столбняка от одного человека к другому никогда не наблюдалась. Лечение заключается в обеспечении тишины, контроле судорог, поддержании проходимости дыхательного тракта путем проведения трахеотомии. Следует вводить противостолбнячный человеческий иммуноглобулин человека в дозе 10000 МЕ медленно внутривенно, и позже, при необходимости, еще 5000 МЕ: если он даже не нейтрализует токсин, который уже связался с нервной тканью, он может обезвредить несвязанный токсин.
Профилактика. Столбняк являются заболеванием, развитие которого можно предотвратить. Поскольку споры являются убиквитарными, невозможно предотвратить загрязнение ран. Заболевание возникает вследствие действия токсина, и, таким образом, наиболее очевидным и надежным методом профилактики является создание антитоксического иммунитета путем активной иммунизации. Выбор метода профилактики зависит от типа раны и иммунного статуса больного, существуют следующие способы: (1) первичная хирургическая обработка, (2) антибиотикотерапия и (3) иммунизация - пассивная, активная или комбинированная. Целью первичной хирургической обработки является удаление чужеродных частиц, некротизированных тканей и кровяных сгустков для предотвращения создания анаэробных условий. Объем хирургического вмешательства может варьировать от простой очистки до радикальной эктомии, в зависимости от типа раны. Целью антибиотикопрофилактики является разрушение или угнетение роста клостридий столбняка и гноеродных бактерий в ранах для предупреждения продукции ними токсина. Препаратом выбора является пенициллин, можно использовать эритромицин, локально - бацитрацин и неомицин. Антибиотики следует назначать до первичной обработки раны; они не влияют на токсин и не заменяют иммунизацию. Пассивную иммунизацию проводят путем введения 3000 МЕ противостолбнячной сыворотки по Безредке. Активную иммунизацию проводят путем введения столбнячного анатоксина взрослым (трижды, внутримышечно, с интервалом 4-6 недель между первыми двумя инъекциями) или коклюшно-дифтерийно-столбнячной вакцины детям. Полный курс иммунизации обеспечивает стойкий иммунитет в течение 10 лет, после чего следует провести бустер-инъекцию (многоразовое введение антигена с целью стимуляции синтеза антител).
При ранении непривитых лиц следует проводить активно-пассивную иммунизацию: ввести подкожно 0,5 мл столбнячного анатоксина и внутримышечно 3000 МЕ противостолбнячной сыворотки или 3 мл противостолбнячного иммуноглобулина.
§ 7. Clostridium botulinum.
C. botulinum вызывает ботулизм, тяжёлую форму пищевого отравления. Название “ботулизм” походит от латинского слова botulus - колбаса - пищевого продукта, которое обычно ассоциируют с этим типом пищевого отравления. Клостридии ботулизма были впервые изолированы Э. ван Эрменгемом в 1896 г. из куска ветчины, которая стала причиной массового отравления. Эти бактерии являются широко распространенными сапрофитами и встречаются в почве, овощах, животных удобрениях, морском иле.
Морфология. Клостридии ботулизма - это грамположительные бактерии размером 5*1 мкм, не образующие капсул, подвижные за счет перитрихеальних жгутиков; они образуют субтерминальные овальные крупные споры.
Культивирование. Возбудители ботулизма являются строгими анаэробами. Оптимальной температурой для роста является 35ºC, но некоторые штаммы растут даже при 1-5ºC. Клостридии хорошо растут на обычных питательных средах, на поверхности которых образуют крупные полупрозрачные колонии неправильной формы с нитевидными краями. При культивировании на желатиновых средах с добавлением глюкозы и щелочей при 20-25ºС образуют споры (при более высоких температурах спор не образуют).
Ферментативные свойства. C. botulinum (серовары А и В) являются протеолитическими бактериями, которые расщепляют кусочки тканей и яичный альбумин в жидкой среде. Они разрежают желатин, продуцируют сероводород, аммиак, кетоны, алкоголь, уксус, масляные и молочные кислоты, расщепляют молоко (с образованием газа), глюкозу, левулезу, мальтозу и глицерин (с образованием кислоты и газа).
Токсинообразование. C. botulinum продуцируют сильный экзотоксин, обеспечивающий их патогенность; этот токсин отличается от других экзотоксинов тем, что во время жизни бактерий он из них не выделяется. Он образуется внутриклеточно и появляется в среде только после гибели и автолиза клеток. Считают, что инициально он синтезируется в виде нетоксичного протоксина (токсина-предшественника). Трипсин и другие протеолитические ферменты активируют протоксин, превращая его в активный токсин (он был кристаллизован и является наиболее токсичным веществом из всех известных в мире). Его молекулярная масса составляет 70000, а летальная доза - 0,000000033 мг (для человека - 1-2 мкг). Он является нейротоксином с медленным действием, убивающим в течение несколько часов. Токсин относительно стабилен, инактивируется через 30-40 минут при 80ºC и через 10 минут при кипячении. Пища, подозрительная на наличие в ней ботулинового токсина, становится безвредной при кипячении в течение 20 минут. Токсин выдерживает действие ферментов пищеварительного тракта и всасывается в тонкой кишке в активной форме. Он действует путём блокирования высвобождения образованного ацетилхолина в синапсах на нейромышечных соединениях. Начало заболевания характеризуется развитием диплопии, дисфагии и дизартрии в связи с поражением головного мозга. Характерным симптомом является симметричный нисходящий паралич, который заканчивается летальным исходом вследствие паралича дыхательной мускулатуры.
Введение небольшого количества ботулинового токсина типа А в мышцы селективно расслабляет их путём блокады высвобождения ацетилхолина в нейромышечном синапсе. Эти мышцы подвергаются атрофии, но восстанавливают проводимость через 2-4 недели вследствие образования новых терминальных аксональных окончаний. Подобное введение токсина используют для безопасной и эффективной симптоматической терапии многих нейромышечных заболеваний. Из ботулинового токсина можно приготовить анатоксин, являющийся хорошим антигеном. Токсины, которые продуцируются различными типами клостридий ботулизма, являются идентичными, за исключением иммунологических различий.
Антигенная структура и классификация. На основании иммунологических различий токсинов выделено 8 типов клостридий ботулизма (типы A, B, C1, C2, D, E, F, G). Токсины являются идентичными по фармакологической активности, но нейтрализуются только гомологической антисывороткой. Исключение составляет токсин С2, являющийся цитотоксином, повышающим проницаемость сосудов, другие токсины являются нейротоксинами. В обычных условиях один штамм может продуцировать только один токсин, но есть клостридии, которые продуцируют одновременно токсины А и F. Токсины разделяют на 3 группы по антигенному сходству.
Резистентность. Споры выдерживают кипячение в течение 3-4 часов и даже температура 105ºC не убивает их в течение 100 минут. Споры непротеолитических клостридий типов В, Е и F менее резистентны к нагреванию.
Патогенность для животных. Клостридии типов С и D вызывают развитие ботулизма у птиц и млекопитающих.
Патогенез и заболевание человека. C. botulinum являются неинвазивными и виртуально неинфекционными, их патогенность обеспечивает токсин, действие которого и называют ботулизмом. Существует 3 вида ботулизма - пищевой, раневой и грудных детей.
Пищевой ботулизм возникает вследствие попадания в организм предварительно образовавшегося токсина. Заболевание человека обычно вызывают типы А, В, Е и очень редко F. Источником инфекции при ботулизме обычно являются консервы - мясо, мясопродукты, овощи, рыба. Протеолитические виды клостридий ботулизма способны переваривать пищу, которая при этом портится (жестянки вздуваются и в их содержимом при открытии образуются пузырьки), непротеолитические виды не изменяют макроскопический вид продуктов. Симптомы обычно появляются через 12-36 часов после еды. Общими чертами являются рвота, жажда, понос, глазной парез, нарушение глотания, речи и дыхания, могут развиться кома и психоз. Смерть наступает в результате нарушения дыхания через 1-7 дней от начала заболевания, уровень летальности составляет 25-70 %.
Раневой ботулизм возникает крайне редко вследствие инфицирования ран C. botulinum. Токсин, который они продуцируют в очаге инфекции, адсорбируется и вызывает развитие симптомов, аналогичных таковым при пищевом ботулизме, но нарушение функции пищеварительного тракта отсутствует. Большинство случаев раневого ботулизма были вызваны клостридиями типа А.
Ботулизм грудных детей был выделен в клиническую общность в 1976 г., это токсикоинфекция. Споры, которые попадают в пищеварительный тракт с пищей (наиболее часто - с пчелиным медом), колонизируют кишечник, где и начинают продуцировать токсин. Ботулизм возникает у грудных детей, моложе 6 месяцев, старшие дети и взрослые к инфицированию нечувствительны. Симптомами являются запор, отказ от пищи, летаргия, слабость, изменение голоса и др. Больные дети выделяют токсин и споры с испражнениями, в крови токсин не выявляют. Лечение состоит из поддерживающего ухода и питания, антитоксин и антибиотики не назначают. Степень тяжести заболевания варьирует от очень легкого до фатального.
Иммунитет к реинфекции является типоспецифическим и постоянным, природного иммунитета не существует в связи с высокой летальностью токсина. Заболевание не предопределяет формирования стабильного антиинфекционного иммунитета (антибактериального и антитоксического).
Лабораторная диагностика. Диагноз можно подтвердить путем микроскопической идентификации клостридий ботулизма в пищевых продуктах или испражнениях, а также проведением биологической пробы на мышах и морских свинках. Ретроспективную диагностику можно провести путем выявления антитоксина в сыворотке крови пациента, но это возможно не в всех случаях.
Лечение. При пищевом ботулизме проводят искусственную вентиляцию легких, немедленно вводят внутривенно лошадиный поливалентный антитоксин против серотипов А, В и С (после пробы на гиперчувствительность). При ботулизме грудных детей используют только поддерживающую терапию.
Профилактика. Для профилактики ботулизма большое значение имеет правильная организация производства консервов. Всем людям, которые употребляли продукты, послужившие причиной отравления, вводят с профилактической целью по 1000-2000 МЕ противоботулиновой сыворотки типов А, В, С и Е. Для активной иммунизации используют поливалентный ботулиновый анатоксин.
При подозрении на заболевание ботулизмом после промывания желудка следует немедленно ввести антитоксическую противоботулиновую сыворотку типов А, В, С и Е, а после определения типа токсина перейти на введение гомологической сыворотки. Сыворотку типов А, С и Е вводят по 10000 МЕ, типа В - 5000 МЕ по методу Безредки 4-6 раз в сутки в течение 2-4 дней.
306
PAGE 294