Псевдомонады и клостридии

Псевдомонады.

 

Семейство Pseudomonadaceae включают 4 рода. В один из них - Pseudomonas входят виды, облигатно патогенные для человека: Pseudomonas mallei – возбудитель сапа (malleus), Pseudomonas pseudomallei – возбудитель мелиоидоза и большая группа условно-патогенных возбудителей, типовым представителем которых является Pseudomonas aeruginosa.

Микроорганизмы рода Pseudomonas – грамотрицательные палочки размерами 0.5-1.0 x 1.5-4.0 мкм., не образующие спор, капсул. Многие виды подвижны, имеют один или несколько полярно расположенных жгутиков.

Аэробы, к питательным средам не требовательны. Различают виды внутри рода Pseudomonas по подвижности, пигментообразованию, биохимической активности.

 

Псевдомонады сапа.

 

Pseudomonas mallei – возбудитель сапа (malleus) – открыт Ф. Леффлером в 1882 г., когда болезнь была распространена во многих странах среди лошадей, от которых заражались люди. В настоящее время заболеваемость сапом невелика. Сап – зоонозное заболевание, характеризующееся септицемией, лихорадкой, интоксикацией, поражением кожи, слизистых оболочек и внутренних органов. Протекает сап остро и хронически.

Морфология, физиология. P. mallei – палочки, склонные к полиморфизму. Неподвижные, спор и капсул не образуют. Аэробы, каталазо- и оксидазоположительные. Накапливают поли-β-гидрооксибутират в качестве внутриклеточного резерва углерода. Разжижают желатину. Культивируются на простых питательных средах: на плотных – образуют сероватые полупрозрачные колонии, в жидких – пленку и слизистый осадок.

Экология и распространение. В чистой культуре на свету палочки сапа погибают через 24 часа, но в гнойном отделяемом в окружающей среде сохраняются в течение 7-15 дней. В воде выживают в течение месяца и более. При температуре 55°C гибнут за 10 минут, при кипячении – мгновенно. Устойчивы к действию низких температур. К дезинфицирующим веществам чувствительны: 5% раствора карболовой кислоты губит их за 2-5 мин, 2% раствор лизола – в течение 1 ч.

Источником инфекции являются лошади. Человек заражается контактным путем, когда из вскрывшихся гнойных очагов возбудитель попадает на поврежденную кожу, слизистые оболочки. С испражнениями, мочой, молоком возбудители не выделяются. Болезнь носит профессиональный характер.

Патогенез сапа и иммунитет. В месте проникновения бактерий возникает воспалительная реакция – сапная гранулема, которая подвергается гнойному распаду. генерализация процесса приводит к возникновению вторичных множественных абсцессов в различных органах.

Человек высоковосприимчив к сапу. При заболевании накапливаются антитела, развивается аллергия, но защитная роль иммунной перестройки остается неясной. Наблюдаются случаи повторного заболевания.

Лабораторная диагностика проводится бактериологическим, биологическим и серологическим методами. Заражение лабораторных животных (чаще золотистых хомячков) используют для выделения возбудителя из материалов, контаминированными другими микроорганизмами.

Антитела в крови больных определяют в реакциях агглютинации, РНГА, РСК.

Профилактика и лечение. Специфическая профилактика не разработана. Людей, больных сапом, лечат антибиотиками и сульфаниламидами.

 

Псевдомонады мелиоидоза.

 

Pseudomons pseudomallei вызывает мелиоидоз – зоонозное заболевание, протекающее у человека по типу септицемии с поражением внутренних органов. Регистрируется в странах с тропическим климатом, в СССР не встречается.

 

Синегнойная палочка.

 

Pseudomonas aeruginosa – синегнойная палочка, типовой вид рода Pseudomonas – впервые описана А. Люкке в 1862 г. Относится к условно-патогенным микроорганизмам. В настоящее время частота возникновения воспалительных процессов, в этиологии которых зарегистрирована синегнойная палочка, значительно возросла.

Морфология, физиология. P. aeruginosa – грамотрицательная подвижная палочка (имеет 1-2 полярных жгутика) размером 1.5-3.0 x 0.5-0.8 мкм. Культивируются на обычных питательных средах. Облигатный аэроб. На плотных средах дает круглые слизистые колонии (за счет образования внеклеточно расположенной капсулоподобной слизи), в жидких – равномерную муть. Культуры издают запах, напоминающий аромат жасмина.

Сахаролитически малоактивны – ферментируют глюкозу. Протеолитическая активность выражена: разжижают желатин, свернутую сыворотку, гидролизуют казеин. На кровяных средах дают гемолиз. Характерны оксидазная реакция и продукция двух пигментов – диффундирующего в среду зеленого флюоресцеина и растворимого в воде и хлороформе пиоциазина. Некоторые культуры продуцируют дополнительные пигменты: коричнево-красный пиорубин, красный эритроген, черный меланоген, а некоторые – лишены пигментообразования.

Антигены. Синегнойная палочка обладает O- и H-антигенами. Созданы наборы диагностических сывороток, разрабатываются дифференциальные схемы, но антигенная общность с другими псевдомонадами не позволяет надежно использовать их в практике. Антигенными свойствами обладают слизистое вещество, токсины, адгезин, фимбрий, эктоферменты, активно участвующие в патогенезе синегнойной инфекции.

Патогенность. Синегнойная палочка имеет фимбрии, ответственные за адгезию микроорганизмов на клетках организма; продуцирует ряд токсинов и ферментов, среди которых экзотоксин A – основной, ведущий фактор патогенности, обладающий цитотоксическим действием, гемолизины, лейкоцидин, а также ферменты – коагулаза, эластаза и др. Патогенность синегнойной палочки обусловлена слизью капсулоподобного вещества, защищающей микроорганизм от фагоцитоза. Липополисахарид клеток синегнойных палочек обладает пирогенностью и другими свойствами, характерными для эндотоксинов.

Экология и распространение. Синегнойная палочка обитает в почве, воде, на растениях. Широкое распространение способствует легкому инфицированию человека. Выделяясь от больных, микроорганизмы длительное время сохраняются на предметах обихода, медицинских инструментах, особенно долго – в раневом отделяемом. При нагревании до 60°C погибают через 15 мин, при кипячении – мгновенно. Чувствительны к 3% раствору перекиси водорода, 2% раствору карболовой кислоты, 0.1% раствору сульфохлоратина.

В больничных учреждениях распространены эковары синегнойной палочки, как правило, высокоустойчивые к антибиотикам и антисептикам. Такие штаммы могут контаминировать лекарственные препараты, оставаясь жизнеспособными в антисептиках, дезинфицирующих растворах.

Патогенез заболеваний человека. Синегнойная палочка вызывает гнойно-воспалительные процессы в различных тканях и органах. Присутствует при смешанных инфекциях. Синегнойная инфекция чаще возникает у детей, людей пожилого возраста и лиц со сниженным иммунным статусом. Гнойно-воспалительный процесс развивается при инфицирование ран, мочевых путей и особенно часто – ожоговых поверхностей. Синегнойная палочка – один из главных возбудителей внутрибольничной инфекции.

Лабораторная диагностика основана на выделении культуры возбудителя из патологических материалов и изучении ее биологических свойств. Основные дифференцирующие признаки: восстановление нитрита до газообразного азота, разжижение 15% желатины, окисление глюкозы.

Внутривидовую дифференциацию проводят фагами, пиоцинами, устанавливают чувствительность к антиобиотикам и антисептикам.

Профилактика и лечение. Для специфической профилактики разработана ассоциированная вакцина, включающая антигены синегнойной палочки, протея, стафилококка. При ожогах местно можно применять пиоиммуноген.

В терапии используют антибиотики, к которым выделенные культуры чувствительны (чаще – карбенициллин, гентамицин, амикоцин, цефсулодин), а также гетерологичный иммуноглобулин (местно), пиоиммуноген (при ожогах), иммунную плазму, иммуноглобулин.

 

Клостридии.

 

Род Clostridium относится к семейству Bacillaceae и содержит всего около 90 видов.

Общие признаки рода:

● Палочковидная форма.

● Крупные размеры.

● Спорообразование (размеры споры превышают поперечник бактериальной клетки) → высокая устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды.

● Грамположительные.

● Подавляющее большинство подвижны.

● Лучше растут на средах, обогащённых белком.

● Способны к сапрофитическому существованию.

● Имеют родственные антигены.

● Патогенные клостридии способны продуцировать высокоактивные экзотоксины.

 

Клостридии столбняка.

 

Столбняк (tetanus) – травматический клостридиоз, острое инфекционное заболевание с преобладанием явления токсикоза.

Возбудитель столбняка – Clostridium tetani – был обнаружен в 1883 г. Н.Д.Монастырским и в 1884 г. А.Николайером. Чистая культура получена в 1889 г. С.Китазато.

Морфология, физиология. Клостридии столбняка – грамположительные прямые палочки, крупные – размером 2.5-5 x 0.5-1.0 мкм. Образуют споры круглой формы, расположенные терминально. Размеры спор превышают поперечник бактерии, что придаёт клетке со спорой вид барабанной палочки. Имеют около 20 перитрихиально расположенных жгутиков, капсулу не образуют. Строгие анаэробы, температура роста 35-37°C, культивируются в бескислородных условиях на сахарном кровяном агаре, где образуют на 2-4-й день роста нежные прозрачные или несколько сероватые колонии с компактным центром и зоной гемолиза вокруг колонии. В высоком столбике агара C. tetani дают колонии двух видов: похожие на пушинку с плотным центром (S-форма) и чечевицеподобные (R-форма). В среде Китта-Тароцци эти анаэробы образуют равномерную муть.

C. tetani не обладают сахаролитическими ферментами, не образуют каталазу и оксидазу, протеолитические свойства слабо выражены.

Антигены. C. tetani имеют O- и H-антигены. По жгутиковым H-антигенам дифференцируются на 10 сероваров. Соматический O-антиген для всего вида одинаков. И, что существенно, все они продуцируют идентичный по антигенным свойствам экзотоксин.

Экология и распространение. Распространены повсеместно, в почве, в навозе лошадей и некоторых других животных. Средой обитания для клостридий столбняка является кишечник животных и человека. С испражнениями вегетативные клетки попадают в почву, где образуют споры, сохраняющиеся в течение длительных сроков. Вегетативные формы в почве тоже довольно устойчивы (сохраняются от 13 до 208 дней). Почва – естественный резервуар возбудителя в природе, её обсеменённость Clostridium tetani не связана с фекальным загрязнением. Столбняк в естественных условиях поражает преимущественно человека, из животных наиболее чувствительны к нему (в естественных условиях) лошади. Столбняк развивается при наличие ран, загрязнённых землей (особенно унавоженной), с которой клостридии попадают на раневую поверхность. При этом площадь повреждения может быть небольшой, но при достаточной глубине может развиться столбняк. Особенно опасны рваные и колотые раны, в которых создаются анаэробные условия.

У новорождённых столбняк возникает вследствие заражения через пупочный канатик, а у рожениц – через слизистую оболочку матки.

Clostridium tetani обладает способностью к посмертной инвазии (размножается и распространяется в тканях трупа, при этом вирулентность возбудителя возрастает), сохраняется в разлагающихся тканях трупа до 7 месяцев.

Токсигенность возбудителя столбняка. C. tetani продуцируют сильные токсины, действие которых на организм и ткани больного определяют особенности патогенеза и клиническую картину болезни. Токсигенные свойства сохраняются и на искусственных питательных средах и даже у L-трансформированных форм. Токсин представляет собой термолабильный (разрушается при 65°C за 5 мин) белок (68000-70000 Да), частично секретируется, частично связан с клеткой (освобождается при аутолизе бактерий). По механизму действия в столбнячном токсине выделяют два компонента:

тетаноспазмин (нейротоксин) – главный летальный компонент, вызывает непосредственное прямое поражение нервной ткани, следствием чего является спазматическое сокращение поперечнополосатых  мышц. Полностью выделяется только при разрушении клетки.

тетанолизин (тетаногемолизин) – секретируемый токсин, лизирующий эритроциты. Обладает также кардиотоксическим и летальным действием. Относительно нестоек. Не связан со структурами микробной клетки.

В 1 мл очищенного столбнячного токсина 20 млн летальных мышиных доз.

При обработке формалином (0.3-0.4%) и инкубацией при 38-42°C в течение 3-4 недель переходит в анатоксин, который используется для специфической профилактики.

Патогенез и клиника столбняка. В анаэробных условиях, чаще при получении колотых ран, споры C. tetani прорастают (когда споры прорастают экзотоксин выделяется в наибольшей степени). Прорастанию спор в вегетативные формы способствуют следующие факторы:

1) наличие в ране некротизированных тканей;

2) повышение концентрации ионов Ca2+;

3) сопутствующая пиогенная микрофлора.

Сочетание этих факторов приводит к снижению окислительно-восстановительного потенциала в тканях → появление условий для развития анаэробной микрофлоры.

Инвазивные свойства возбудителя слабо выражены, не способен распространяться в живом макроорганизме. После проникновения в организм инфекция остаётся во входных воротах (в области повреждённых тканей), микроорганизмы размножаются и выделяют образуемые ими токсины.

Из места размножения бактерий токсины достигают ЦНС (с кровью, лимфой, по периневральным пространствам). Токсины фиксируются в спинном мозге и в стволе головного мозга. Основная мишень в ЦНС – ганглиозиды. Механизм действия – блокирование освобождения холинэстеразы, разрушающей ацетилхолин, что способствует развитию процессов торможения. При блокаде холинэстеразы процесс торможения не развивается. Любое раздражение вызывает стойкое судорожное сокращение мышцы. Появляются клинические симптомы болезни.

Инкубационный период от 4 дней до 2 недель. В начальной стадии болезни отдельные мышечные спазмы могут регистрироваться в зоне повреждения. Постепенно развивается общая ригидность и судороги скелетной мускулатуры.

У человека столбняк развивается по так называемому нисходящему типу: первыми симптомами (вне зависимости от места проникновения и размножения микроорганизмов) являются тонические сокращения жевательных и мимических мышц – появляется “сардоническая” улыбка (больной не в состоянии открыть рот, не может принимать пищу, пить, испытывает сильные боли в мышцах), а затем – тоническое напряжение и спазм мышц шеи, затылка, спины. Тело человека во время приступа сокращения мышц принимает вид дуги. Судороги следуют одна за другой через короткие промежутки времени.

Смерть наступает от асфиксии (поражения дыхательной мускулатуры) и поражения жизненно важных центров при полном сохранении сознания. Летальность при генерализованном столбняке – 50%.

Лабораторная диагностика. Выраженность картины болезни обычно не требует лабораторного подтверждения клинического диагноза. Исследуемый материал – раневое отделяемое, гной, частицы тканей, инородные тела, извлечённые из места повреждения, в случае смерти – секционный материал. Чаще исследования на наличие возбудителя столбняка, его спор проводятся с целью проверки стерильности перевязочного материала, а также препаратов, предназначенных для парентерального введения. Противоэпидемический надзор за объектами окружающей среды включает исследование почв на наличие и количественное содержание спор C. tetani в местах размещения детских садов, санаториев, спортивных площадок и т.д.

При лабораторных исследованиях материал делят на две части: из одной делают посевы на питательные среды для получения культуры возбудителя (среда Китта-Тароцци - жидкая питательная среда с высокой концентрацией глюкозы, покрытая вазелиновым маслом (для создания анаэробных условий)), другую используют для биологической пробы (для обнаружения токсина) – вводят внутримышечно мышам в бедро задней лапки. У мышей, получивших исследуемый материал, содержащий C. tetani или токсин из питательной среды, где размножались микроорганизмы, развивается столбняк, протекающий по типу восходящего, - сначала наступает судорожное сокращение мышц конечностей, хвоста, а затем туловища. Мыши, получившие исследуемый материал с противостолбнячной сывороткой, остаются здоровыми (биологический вариант реакции нейтрализации). Также используется РНГА с антительным эритроцитарным диагностикумом.

Профилактика и лечение. Лечение мало эффективно, основную роль уделяют профилактике и экстренной профилактике. Специфическую профилактику столбняка проводят путём активной иммунизации столбнячным анатоксином, который входит как компонент в вакцины АКДС и АДС. АКДС и АДС вакцинами иммунизируют детей с 3-месячного возраста по разработанной схеме, предусматривающей ревакцинации. Антитоксический противостолбнячный иммунитет создаётся и у военнослужащих, некоторых категорий работников (сельскохозяйственного труда, строителей, мелиораторов), деятельность которых проходит в зонах с высоким инфицированием почвы спорами C. tetani.

При получении травмы имеет значение правильная хирургическая обработка рана. Людям, получившим травмы, сразу после хирургической обработки ран вводят столбнячный анатоксин (для стимуляции активного иммунитета) и противостолбнячный иммуноглобулин для создания быстрого пассивного иммунитета (экстренная профилактика).

Антитоксическую противостолбнячную сыворотку (или иммуноглобулин) используют и для лечения больных столбняком (в больших дозах). Более эффективен противостолбнячный иммуноглобулин, полученный от людей, иммунизированных анатоксином. Параллельно с введением готовых антител против токсинов C. tetani применяют антибиотики (пенициллин, цефалоспорин) для предупреждения вторичной инфекции. Пенициллин используют также для угнетения роста и предотвращения токсинообразования Clostridium tetani.

 

Клостридии анаэробной раневой инфекции.

 

Анаэробная раневая инфекция (злокачественный отёк, газовая гангрена) – полимикробное заболевание, острое инфекционное осложнение травматического повреждения острого характера (ранение, ожог, обморожение, сдавление и размозжение тканей). Наиболее часто встречается во время войн, стихийных бедствий (землетрясения), которые сопровождаются большим числом травм. Болезнь была описана Пироговым во время Крымской войны. В её возникновении и развитии принимают участие несколько видов клостридий в ассоциации с аэробными бактериями (гноеродные кокки, грамотрицательные палочковидные микроорганизмы и др., легко инфицирующими раны). Основными возбудителями анаэробной раневой инфекции являются Clostridium perfringens (70-80%), Clostridium novyi (21-43%), Clostridium septicum (4-18%). В патогенезе заболевания участвуют и другие клостридии – Clostridium histolyticum (4-6%), Clostridium sordellii (0.1-3%), Clostridium bifermentans, Clostridium fallax, а также непатогенные для человека – Clostridium sporogenes, Clostridium tertium.

Основной возбудитель анаэробной раневой инфекции Clostridium perfringens чаще других обнаруживается в патологических очагах. Микроорганизм был открыт в 1892 г. У.Уелчем и М.Нетталом, а его способность вызывать газовую гангрену установлена О.Лиденталем. Кроме анаэробной раневой инфекции (газовой гангрены), он может вызвать пищевую токсикоинфекцию, если попадает в пищевые продукты и размножается в них.

Морфология, физиология. Все клостридии – возбудители анаэробной раневой инфекции – крупные грамположительные палочки с субтерминально или центрально расположенными спорами. Все кроме Clostridium perfringens имеют жгутики.

● Clostridium perfringens имеет размеры 3-9 x 1-1.3 мкм, не обладает жгутиками. В организме животных и человека образует капсулу, которая утрачивается при пересевах на питательные среды.

● Clostridium novyi – наиболее крупные из всех возбудителей анаэробной инфекции палочки, размерами 10-22 x 1-2.5 мкм, прямые или слегка изогнутые. Капсул не образуют, имеют жгутики, как и все остальные возбудители этого заболевания.

● Clostridium septicum – полиморфные, размерами 3-14 x 1-1.5 мкм, в культурах могут иметь нитевидные формы.

Остальные клостридии – возбудители анаэробной раневой инфекции – небольшие палочки, размерами 1.5-3 x 1-1.5 мкм.

Культивируют клостридии в средах, разработанных для размножения анаэробных споровых микроорганизмов. Чувствительность к кислороду у этих бактерий различна. Если Clostridium perfringens (равно как и Clostridium histolyticum и Clostridium sordellii) могут расти и в присутствии небольшого количества кислорода, то Clostridium novyi и Clostridium septicum не выносят даже малого количества кислорода (строгие анаэробы).

Клостридии дифференцируют по культуральным признакам. На сахарно-кровяном агаре

● Clostridium perfringens образует гладкие сероватые с ровными краями и плотным возвышением в центре колонии;

● Clostridium novyi – шероховатые колонии с признаками гемолиза;

● Clostridium septicum образует сплошной нежный налёт, переплетающиеся нити на фоне гемолиза;

● Clostridium histolyticum – небольшие блестящие колонии с ровными краями и небольшой зоной гемолиза вокруг;

● Clostridium sordellii – сероватые колонии с небольшим гемолизом.

В жидких средах клостридии дают диффузное помутнение, затем хлопьями оседают на дно пробирки. C. perfringens в среде Китта-Тароцци растёт с обильным газообразованием, но более характерен тест в молоке, которое при культивировании микроорганизма быстро и интенсивно свёртывается. Образуется при этом губка, пронизанная пузырьками газов, подбрасывается под самую пробку пробирки.

В столбике агара колонии C. perfringens выглядят либо в виде комочков ваты (R-форма), либо в виде чечевицы (S-Форма). C. novyi образует колонии, похожие на нежные хлопья ваты, C. septicum – чечевицеобразные колонии.

Ферментативная активность клостридий различна у отдельных видов, что используется в дифференциации.

● C. perfringens обладает большим набором сахаролитических ферментов, сбраживает многие углеводы с образованием кислоты и газов, протеолитические ферменты разжижают желатину, свёрнутую сыворотку. При росте в питательном бульоне образуется масляная, уксусная кислоты и большое количество газов (CO2, H2S, NH3).

● C. novyi сбраживает небольшое число углеводов, разжижает желатину, но не свёрнутый белок, не образует сероводорода и уреазы.

●C. septicum обладает выраженной сахаролитической активностью и разжижает желатину, но не гидролизует казеин, не образует индола.

● C. histolyticum не ферментирует углеводы, но обладает выраженной протеолитической активностью: разжижает желатину, гидролизует казеин, кусочки мяса в жидкой среде быстро лизируются и при этом образуется большое количество сероводорода.

● C. sordellii ферментирует некоторые углеводы, обладает протеолитической активностью: разжижает желатину, свёрнутую сыворотку, гидролизует казеин, образует индол.

Антигены. Изучение микробных антигенов всех клостридий – возбудителей анаэробной раневой инфекции при дифференциации выделенных культур не нашло практического использования. Определяют серовары C. perfringens (A, B, C, D, E, F), отличающиеся по антигенным свойствам вырабатываемого ими токсина, и биовары C. novyi (различают 3 биовара по биологическим свойствам и токсинам), поскольку в патологии человека значение вариантов этих видов неодинаково.

Экология и распространение. Естественной средой обитания клостридий является толстый кишечник человека и животных, особенно травоядных и свиней. С фекалиями эти микроорганизмы попадают в почву, где и сохраняются в виде спор или размножаются при благоприятных условиях. Является одним из показателей фекального загрязнения почвы. Возбудители анаэробной раневой инфекции, кроме почвы, обнаруживаются на различных предметах окружающей среды. Заражение происходит через почву и инфицированные предметы (бельё, одежда и др.).

Возможность возникновения анаэробной раневой инфекции определяется характером травмы (чаще при осколочных ранах, с массивным повреждением мышечных тканей, чаще нижних конечностей (этому способствует наличие межфасциальных щелей, анатомических каналов, заполненных соединительной тканью)), интенсивностью и характером обсеменённости раневой поверхности возбудителем, состоянием макроорганизма, а также сроков и качества оказанной хирургической помощи. Иногда анаэробная инфекция возникает как осложнение хирургических операций, внебольничных абортов, когда возбудителей заносят в раны нестерильными инструментами. Возникновению заболевания способствуют рваные раны, наличие некротизированных тканей, повреждение кровеносных сосудов, инородные тела в ране, нарушение микроциркуляции, нарушение снабжения ткани кислородом, возникновение анаэробных условий в тканях (длительное пребывание с наложенным жгутом, глухие повязки).

Устойчивость вегетативных форм клостридий к действию факторов окружающей среды равноценна таковой других видов бактерий. Споры клостридий отличаются большой устойчивостью к различным воздействиям. Так, споры C. perfringens погибают при кипячении лишь в течение 15-30 мин (особенно споры сероваров A и F). Споры C. novyi кипячение выносят в течение 1-2 ч, а в окружающей среде сохраняются до 20-25 лет. Споры C. septicum менее устойчивы к воздействиям факторов окружающей среды по сравнению со спорами других клостридий – возбудителей анаэробной раневой инфекции, и при кипячении погибают в течение нескольких минут.

Патогенность возбудителей и патогенез заболеваний человека. В организм человека возбудители анаэробной раневой инфекции попадают в раны с почвой, кусочками одежды, инфицированными этими бактериями или их спорами. Развивающееся заболевание характеризуется быстро наступающим распространённым некрозом и распадом тканей с образованием газов при отсутствии воспалительных явлений и тяжёлой интоксикацией.

Клиническая картина анаэробной раневой инфекции обусловлена действием токсинов и ферментов, образующихся при размножении возбудителей в ранах.

Факторы вирулентности:

● C. perfringens серовар A, наиболее часто являющийся возбудителем этого заболевания, продуцирует несколько токсинов, основным из которых является α-токсин (содержит фосфолипазу C) – молекулярная масса 50000 Да. Этот белок гидролизует фосфолипиды, входящие в состав мембран клеток, оказывая некротическое, гемолитическое и летальное действие, обладает лецитиназной активностью. Другие токсины (Θ-гемолизин, лейкоцидин) выделяются клостридиями различных сероваров, реже встречающимися в патологических очагах при анаэробной инфекции. β-некротизирующий токсин (при фекально-оральном пути заражения) поражает слизистую оболочку тонкой кишки, оказывает летальное действие – очаговый паралич, отёк, геморрагии и сегментный гангренозный некроз кишечной стенки.

Кроме токсинов, клостридии этого вида выделяют ряд ферментов, играющих роль в патогенезе: коллагеназу, желатиназу, гиалуронидазу, ДНК-азу, нейраминидазу, протеиназу.

Некоторые штаммы C. perfringens синтезируют энтеротоксин (по своему действию сходен в аналогичным энтеротоксигенных эшерихий (ETEC)).

● C. novyi (биовары A и B) также образуют несколько типов токсинов. Действие α-токсина на ткани приводит к образованию отёка, β-токсин обладает некротической, гемолитической и лецитиназной активностью.

● C. histolyticum выделяет α-токсин, оказывающий летальное и некротическое действие при прямом повреждении тканей. Этот яд избирательно лизирует клетки поджелудочной железы. Кроме того, клостридии этого вида образуют протеолитические ферменты: желатиназу, протеиназы, разрушающие желатин, казеин, эластин, что проявляется в расплавлении тканей.

Патогенез. Образуемые микроорганизмами токсины и ферменты повреждают соединительную ткань и мышечные волокна, приводят к тяжёлой общей интоксикации, всасываясь в кровь вместе с продуктами распада тканей. Инфекционный процесс характеризуется быстро распространяющимся отёком и некрозом мышечной ткани.

Возбудители ферментируют углеводы с образованием газа → эмфизема (растяжение ткани газом), газ скапливается в подкожной жировой клетчатке → нарушение кровообращения, микроциркуляции в ткани, что в сочетании с секрецией токсинов и ферментов агрессии облегчает распространение микроорганизмов.

В основе патогенеза – ферментные процессы, катализирующие гидролитическое расщепление биомембран → нарушение клеточной проницаемости → деструкция и отёк ткани. Отёк сопровождается снижением окислительно-восстановительного потенциала ткани → активируются эндогенные протеазы → аутолиз тканей. При этом происходит жировая дистрофия мышц, разрушение миелина нервов, разрушение оболочек жировых клеток и эритроцитов. Помимо токсинемии развивается ещё и гемолитическая анемия. Таким образом инфекционный процесс при газовой гангрене активирует сам себя.

Из загрязнённой раны инфекция распространяется в течение 1-3 дней. Варианты распространения:

● по протяжению ткани за счёт быстрого прогрессирующего некроза;

● по межфасциальным щелям и анатомическим каналам;

● с отёчной жидкостью (отёчная ткань перемещается, пропитывая другие ткани как губку).

В кровь возбудитель не проникает и с кровью не распространяется, т.к. там высокая концентрация кислорода.

Симптомы: ● крепитация – при пальпации поражённой ткани – скрип (т.к. там скапливается газ);

● раневое отделяемое с неприятным запахом;

● лихорадка (связана обычно с аутоинтоксикацией продуктами некроза тканей);

● развивается острая почечная недостаточность, т.к. почки выводят продукты распада тканей, гемоглобин и миоглобин (высокотоксичные) → шок и смерть.

Иммунитет. Восприимчивость к анаэробной раневой инфекции связана не только с уровнем антитоксических, антиферментных антител. Она зависит от общего состояния организма. Перенесённое заболевание не оставляет прочного иммунитета.

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования служат кусочки поражённой ткани, взятые при обработке раны, экссудат из раны, гной, кровь. Обнаружение в мазке большого количества крупных грамположительных палочек, которые могут быть в стадии прорастания спор может служить признаком газовой гангрены. Бактериоскопическое исследование проводится в реакции иммунофлюоресценции с использованием иммунной сыворотки к основным возбудителям анаэробной раневой инфекции. Бактериологическое исследование позволяет выделить возбудителей, идентифицировать их по биологическим свойствам. Вид микроорганизма и выделяемые им токсины определяют в реакции нейтрализации с диагностическими антитоксическими сыворотками. Биологической пробой вызывают у животных анаэробную инфекцию и определяют токсины в исследуемом материале.

Ускоренный метод – газо-жидкостная хроматография – позволяет в течение нескольких минут определить наличие клостридий (но не видовую их принадлежность) в раневом отделяемом или в питательной среде, где размножались микроорганизмы, на основе выявления продуктов метаболизма (различные жирные кислоты).

Профилактика и лечение. Предупреждение развития анаэробной раневой инфекции состоит прежде всего в своевременной и полноценной хирургической помощи раненым (удаление некротической ткани, удаление инородных предметов, обработка антибактериальными препаратами, особенно выделяющими активный кислород (например: H2O2), в сочетании с антибиотиками пенициллинового ряда). Параллельно с первичной обработкой ран вводится антитоксическая сыворотка, содержащая антитела против токсинов клостридий, чаще всего вызывающих это заболевание. Для специфической профилактики по эпидемиологическим показаниям используется комбинированный препарат – брюшно-тифозная вакцина с анатоксином (возбудителей ботулизма, столбняка, наиболее вероятных возбудителей газовой гангрены – Clostridium perfringens A и Clostridium novyi). Анатоксины могут применяться изолированно.

Для лечения анаэробной инфекции применяют ту же антитоксическую сыворотку, но в значительно больших дозах. Если идентифицирован возбудитель, выделенный из патологического материала, вводят сыворотку против токсинов данного возбудителя. Используются и антимикробные препараты (пенициллин, канамицин и сульфаниламиды), подавляющие жизнедеятельность не только клостридий – возбудителей, но и сопутствующих микроорганизмов, предотвращая развитие вторичной инфекции.

При наличии условий желательна гипербарическая оксигенация.

 

Клостридии ботулизма.

 

Ботулизм (от лат. botulus колбаса) – тяжёлая пищевая интоксикация, сопровождающаяся поражением ЦНС и протекающая с явлениями характерного паралитического синдрома.

Возбудитель ботулизма – Clostridium botulinum – описан впервые Э. ван Эрменгемом в 1896 г. во время расследования вспышки ботулизма. Микроорганизм был выделен из ветчины, послужившей источником отравления людей, и из органов умерших. Затем было установлено, что вид Clostridium botulinum включает серовары (A, B, C1(α), C2(β), D, E, F, Q), различающиеся по антигенной структуре образуемых ими токсинов. Наибольшее значение имеют A, B и E. Каждый из токсинов клостридий ботулизма может быть нейтрализован только гомологичной сывороткой.

Морфология, физиология. Clostridium botulinum – крупные палочки, размерами 4-9 x 0.6-1.0 мкм, с закруглёнными концами, имеют до 35 перитрихиально расположенных жгутиков, образуют субтерминально расположенные споры. Палочка со спорой напоминает теннисную ракетку. Грамположительны. Капсулу не образуют.

Строгий анаэроб. Оптимальная температура роста 35°C. Размножение и токсинообразование может происходить от 10 до 55°C. Выращиваются на средах Китта-Тароцци, на плотных средах, содержащих гидролизат казеина, мясные и рыбные экстракты (с высокой концентрацией белка животного происхождения). Размножается на глюкозо-кровяном агаре, образуя неправильной формы колонии с отростками или ровными краями, зоной гемолиза вокруг колоний. В столбике агара колонии Clostridium botulinum напоминают комочки ваты или чечевицу. В жидких средах образуется равномерная муть, а затем на дно пробирки выпадает компактный осадок.

Ферментируют углеводы до кислоты и газа, обладают выраженной протеолитической активностью (признак для внутривидового деления на типы).

Антигены. При идентификации возбудителя ботулизма определяют только антигенную специфичность образуемых им токсинов.

Экология и распространение. Широко распространён в природе. Естественной средой обитания Clostridium botulinum является кишечник многих животных, рыб, моллюсков, а также почва, куда микроорганизмы постоянно попадают с испражнениями. В почве, как и в организме животных, клостридии ботулизма не только сохраняются длительное время, но и размножаются. Вегетативные формы C. botulinum малоустойчивы в окружающей среде, в отличие от спор, которые выдерживают длительное высушивание, замораживание до –253°C, кипячение от 1 до 6 ч. В 5% растворе фенола сохраняют жизнеспособность до 1 сут.

Ботулинический токсин при кипячении разрушается в течение 10 мин. Он обычно накапливается в пищевом продукте при размножении в нём Clostridium botulinum. Такими продуктами являются, как правило, консервы домашнего приготовления (овощные (т.к. возможен контакт овощей с почвой), грибные, рыбные, мясные) → заболеваемость выше там, где в рационе питания преобладают консервированные продукты.

Патогенность возбудителя и патогенез ботулизма. Ботулизм – тяжёлая пищевая интоксикация, развивающаяся в результате употребления продуктов, содержащих токсины возбудителя и сами микробные клетки. Попав в анаэробные условия, размножающиеся клостридии ботулизма выделяют в среду токсины.

Один из них – нейротоксин – является основным, определяющим клиническую картину болезни. Нейротоксин клостридий ботулизма самый сильный из всех известных биологических ядов. В 375 раз токсичнее яда гремучей змеи. Он получен в кристаллическом виде и 1 мг содержит до 100 млн смертельных доз для белой мыши (1.6 нг = 1000 молекул). У человека смерть наступает после приёма не более 0.001 мг нейротоксина.

Токсин является высокомолекулярным полипептидом (140000 – 155000 Да), относительно термоустойчив. Состоит из двух субъединиц (нейротоксин и гемагглютинин). Нейротоксин тоже состоит из двух субъединиц: цепь H и цепь L, связанные дисульфидной связью, различаются по антигенным свойствам.

Поступает в кишечник в виде протоксина, превращается в токсин под воздействием ферментов тонкого кишечника. Токсин устойчив к действию пищеварительных ферментов. Из верхних отделов ЖКТ токсин быстро всасывается в кровь, распространяется по организму и попадает в нервно-мышечные синапсы.

Три стадии действия токсина (выявляются на нервно-мышечном препарате):

1) связывание нейротоксина со специфическим рецептором (не зависит от температуры и от концентрации Ca2+), эта стадия обратима, если применить антитоксическую сыворотку;

2) транспорт (по типу эндоцитоза) токсинов в цитозоль нервномышечного соединения (зависит от температуры и от концентрации Ca2+), эта стадия труднообратима;

3) литическая стадия – необратимая, токсин блокирует освобождение ацетилхолина, блокирует проведение нервного импульса в мышцу → развиваются основные симптомы заболевания.

Человек высокочувствителен к токсинам всех типов возбудителей ботулизма.

Различают 4 клинических типа ботулизма:

1) Классический (пищевой) – связан с употреблением пищи, содержащей токсин.

2) Раневой – связан с обсеменением раневой поверхности.

3) Ботулизм новорождённых – патологическая колонизация слизистой кишечника Clostridium botulinum.

4) Ботулизм неопределённого классифицирования (причина развития заболевания неизвестна).

Клиническим проявлением действия токсина в первую очередь являются поражения бульбарных нервных центров. После короткого инкубационного периода (обычно 6-48 ч – зависит от дозы) развиваются явления общей интоксикации. Сначала нарушается функция мышц глаз, гортани, глотки – расстройство аккомодации, двоение в глазах, птоз (стойкое опущение века), поражения скелетных глазных мышц, расширение зрачков, осиплость голоса, дисфагия (нарушение глотания), повышается саливация. Вместе с этим появляются афония, головная боль, головокружение, иногда рвота. По мере развития заболевания нарушается функция дыхательной мускулатуры. Смерть наступает от паралича дыхания. Летальность высока (до 57-63%), наиболее тяжело протекает заболевание, связанное с токсином типа A.

Лабораторная диагностика. Материалом для лабораторного исследования на предмет обнаружения токсинов и возбудителя ботулизма, определения серовара служат рвотные массы, промывные воды желудка, испражнения, кровь. Для установления источника инфекции исследуются подозреваемые продукты, которые употребляли заболевшие. Исследования ведут параллельно на обнаружение токсина и выделение культуры возбудителя. Для обнаружения токсина используют белых мышей, которым подкожно или внутрибрюшинно вводят вместе с поливалентной антитоксической противоботулинической сывороткой (A, B, C, E) исследуемый материал, а другая группа мышей получает материал без сыворотки. В том случае, когда животные второй группы погибают, ставят развёрнутую реакцию нейтрализации для определения типа токсина.

Для получения культуры возбудителя исследуемый материал засевают в жидкие питательные среды. Выделенную культуру идентифицируют, а культуральную жидкость испытывают в реакции нейтрализации на наличие в ней ботулинического токсина определённого серотипа.

Профилактика и лечение. При появлении первых признаков ботулизма необходимо как можно раньше ввести противоботулиническую сыворотку. Это единственное средство, которое при своевременном применении может спасти жизнь больному. До установления серотипа токсина, который вызвал болезнь, вводят поливалентную сыворотку против токсинов A, B, C, E. Количество сыворотки и необходимость повторного введения определяет клиницист. Лицам, которые принимали пищу, явившуюся источником ботулизма, но ещё не заболевшим, с профилактической целью можно ввести ту же антитоксическую противоботулиническую сыворотку.

 

Clostridium difficile.

 

Это грамположительная палочка, размерами 6-8 x 0.5 мкм, образующая овальные субтерминально расположенные споры. Микроорганизм был выделен из фекалий новорождённых в 1935 г. Халлом и О’Тулом. Долгое время C. difficile считали нормальным обитателем кишечника. Теперь всё чаще выделяют этих клостридий из патологического материала при различных гнойно-воспалительных заболеваниях человека, иногда – при анаэробной раневой инфекции.

Патогенность C. difficile обусловлена секретируемыми термолабильными токсинами (цитотоксином и энтеротоксином) и проявляется специфическим тяжёлым псевдомембранозным колитом, возникающим на фоне дисбактериоза у людей, леченных антибиотиками.

Для лечения этого заболевания применяют ванкомицин и метронидазол.

 

ПРЕДМЕТЫ

О НАС

«Dendrit» - портал для студентов медицинских ВУЗов, включающий в себя собрание актуальных учебных материалов (учебники, лекции, методические пособия, фотографии анатомических и гистологических препаратов), которые постоянно обновляются по ходу учебного процесса в ЯГМУ.