 |
XII. Анаэробные грамположительные и грамотрицательные бактерии
|
|
|
|
12.1. Спорообразующие бактерии рода Clostridium
К семейству Clostridiaceae и роду Clostridium относятся грамположительные палочки, образующие овальные или круглые эндоспоры. Споры превышают поперечник бактериальных клеток и придают им веретенообразную форму (греч. kloster – веретено). Грамположительны, хемоорганотрофы. Способны вызывать анаэробный распад углеводов с образованием масляной кислоты и газов (СО2, Н2, иногда СН4). Восстанавливают сульфиты до сульфидов. Семейство включает более 80 видов. Большинство из них – строгие анаэробы, но имеются аэротолерантные виды.
Клостридии обитают в кишечнике животных и человека. Оттуда вместе с испражнениями они попадают во внешнюю среду (почву, воду и т.д.). В почве споры возбудителей сохраняются годами.
В природе данные бактерии являются сапрофитами. Они активно участвуют в процессах гниения и брожения, разлагая органические остатки.
Патогенность отдельных видов клостридий определяется их способностью продуцировать высокоактивные экзотоксины.
Они вызывают тяжелые инфекционные процессы у человека: травматические клостридиозы (столбняк, газовую гангрену) и энтеральные клостридиозы (ботулизм, пищевые токсикоинфекции, псевдомембранозный колит).
Выделяют 5 групп клостридий, которые различаются по расположению спор, способности гидролизовать желатин и особым требованиям для роста.
Различают клостридии-индукторы бродильных процессов (с преобладанием сахаролитических свойств); патогенные виды – возбудители травматических клостридиозов (газовой гангрены, столбняка); возбудители энтеральных клостридиозов.
Клостридии столбняка
Классификация
Возбудители столбняка относятся к виду Clostridium tetani. Они были впервые обнаружены в 1883 г. Н. Д. Монастырским и в 1884 г. А. Николайером, в чистой культуре выделены С. Китазато в 1889 г.
|
|
|
Морфология
Возбудитель – грамположительная прямая крупная палочка с перитрихиальными жгутиками (около 20), подвижная, имеет круглые споры, превышающие диаметр клетки и расположенные у полюса, поэтому возбудитель имеет вид барабанной палочки.
Культуральные свойства
Строгий анаэроб, хемоорганотроф. Способен к росту в температурном диапазоне 14-45°С. Культивируется в анаэробных условиях, на среде Китта-Тароцци вызывает помутнение, содержание Г+Ц в ДНК 25 моль%, на кровяном агаре образует отростчатые колонии с гемолизом, на сахарном агаре – чечевицеобразные колонии.
Биохимические свойства
Клостридии столбняка не ферментируют углеводы. Разлагают желатин, коагулируют молоко, индол не образуют, восстанавливают нитраты в нитриты,
Антигенная структура
C. tetani имеют О- и Н-антигены, по Н-антигенам дифференцируются на 10 сероваров.
Факторы патогенности
C. tetani образует сильнейший экзотоксин, который уступает по летальному эффекту только экзотоксину возбудителя ботулизма. Смертельная доза для человека составляет 2 нг/кг массы тела
Он состоит из двух фракций: тетаноспазмина (нейротоксина) и тетанолизина (разрушает мембраны клеток, включая эритроциты).
Тетаноспазмин – полипептид молекулярной массой 150000 Da. По биохимическому механизму действия представляет Zn-металлопротеазу.
Данный токсин разрушает нейробелки пресинаптических мембран преимущественно во вставочных нейронах ЦНС. Нарушается высвобождение их медиаторов. В результате тетаноспазмин блокирует тормозное действие вставочных нейронов постсинаптических рефлекторных дуг на мотонейроны, из-за чего возникающие в мотонейронах импульсы беспрерывно поступают к мышцам, вызывая их сокращение.
|
|
|
Продукция тетаноспазмина кодируется плазмидными генами, отсюда разные штаммы возбудителя значительно отличаются по вирулентности.
Тетанолизин – мембранотропный токсин, разрушает эритроциты, обладает гемолитическим и кардиотоксическим действием. Способен поражать также вегетативную нервную систему и ядра продолговатого мозга, что может вызывать метаболические нарушения, гемодинамические расстройства, приводить к отеку мозга, некрозу в мышцах. Тем не менее, тетанолизин играет только вспомогательную роль в патогенезе столбняка.
В культурах клостридий токсин появляется на вторые сутки с пиком продукции к 5-7 дню. Разрушается при длительном хранении в термостате под воздействием света и кислорода, протеолитических ферментов.
Резистентность
Благодаря наличию спор, возбудитель устойчив во внешней среде, в почве сохраняется 10-11 лет, при кипячении погибает в течение 50-60 минут, 1% раствор формалина и 5% раствор фенола уничтожают их через 12 часов.
Патогенез и характеристика заболевания
Патогенез
Источник возбудителя – животные и человек, так как столбнячная палочка обитает в кишечнике и выделяется с испражнениями. Вегетативные клетки попадают в почву, где образуют споры, сохраняющиеся в течение длительного периода.
Столбняк развивается при наличии ран, загрязненных землей и пылью, содержащей споры клостридий. Особенно опасны рваные и колотые раны, в которых создаются анаэробные условия.
У новорожденных столбняк возникает при загрязнении пупочного канатика, а у рожениц заражение возможно через слизистую оболочку матки. В ряде стран столбняк новорожденных может составлять до 80% от всех случаев заболевания.
Возбудитель – паразит, развивающийся на поврежденной, отмирающей ткани, без раневой травмы не наблюдается развитие столбняка. Инфекция возникает при уколах, разрезах, ожогах, после травм, криминальных абортов, родах вне медицинских учреждений. В Азии известны обычаи обработки пуповины смесью жира морских птиц, песком, что приводит к столбняку новорожденных. Заболеваемость столбняком новорожденных мальчиков нередко обусловлена процедурой обрезания, производимой вне медицинских учреждений.
При загрязнении ран почвой споры возбудителя в области раны в анаэробных условиях прорастают. Вегетативные клетки вырабатывают экзотоксин, с которым связаны клинические признаки заболевания.
|
|
|
Инкубационный период болезни составляет от 4 до 21 дня.
Токсин действует дистанционно, так как бактерии не покидают пределы раны (возбудитель неинвазивен). В месте повреждения он фиксируется на ганглиозидных рецепторах пресинаптических мембран отростков мотонейронов и проникает в них за счет эндоцитоза. Связывание является высокоспецифичным Посредством ретроградного аксонного транспорта (со скоростью 1 см/ч) экзотоксин попадает в тела этих нейронов в спинном мозге и стволе головного мозга. ЦНС. Далее он диффундирует во вставочные тормозные нейроны, где подавляет высвобождение ингибиторных нейромедиаторов (глицина и γ-аминомасляной кислоты). Молекулярный механизм действия токсина заключается в разрушении белков пресинаптических мембран этих нейронов (синаптобревина, везикуло-ассоциированного протеина).
Клиническая картина
Появляется боль в области раны; затем отмечаются спазмы жевательной, мимической мускулатуры, появление сардонической улыбки, далее развивается выраженное напряжение затылочных мышц и мышц спины. Больные принимают характерное положение (опистотонус): голова запрокинута назад, приподнята поясничная область, пациент опирается на затылок и пятки (тоническое сокращение разгибательной мускулатуры спины выражено сильнее, чем сгибательных мышц живота).
Из-за усиленной работы мышц у больного повышается температура, так как выделяется тепловая энергия, но не успевает произойти теплообмен. Тонические судороги возникают на любое раздражение: свет, стук, шорох; отмечается ацидоз, гипоксия тканей. При столбняке новорожденных первым симптомом является отказ ребенка от груди с сокращением мышц челюсти, далее появляется типичная «поза лягушонка» – он лежит на спине с согнутыми и прижатыми к туловищу ногами, на лице сардоническая улыбка.
Смерть наступает от асфиксии. Летальность при столбняке составляет от 15 до 80%. При длительном инкубационном периоде болезнь протекает более благоприятно.
|
|
|
Иммунитет
Иммунитет после заболевания не формируется.
Лабораторная диагностика
В целом диагноз заболевания устанавливают по характерной клинической картине.
К микробиологической диагностике прибегают нечасто. Еепроводят с целью проверки стерильности перевязочного или шовного материала (например, кетгута); при необходимости подтвердить клинический диагноз в сложных случаях; при санитарно-бактериологическом исследовании почвы.
Материал: кусочки тканей, гной, перевязочный материал, выделения из матки, при бактериологическом исследовании трупного материала берут кровь (10 мл), кусочки печени и селезенки (20-30 г).
1. Бактериоскопический метод – обнаруживают грамположительные палочки с терминальными спорами в виде барабанной палочки.
2. Бактериологический метод – производят посев на среду Китта-Тароцци, где появляется помутнение. Далее делают мазок, окрашивают по Граму с целью обнаружения Грам(+) палочек с типичными спорами, затем производится пересев на кровяной агар, где образуются зоны гемолиза вокруг отростчатых колоний.
Одновременно фильтрат материала или фильтрат культуры из среды Китта-Тароцци вводят в корень хвоста белых мышей (биопроба).
При наличии экзотоксина через 1-2 дня хвост мыши делается ригидным, задние конечности вытягиваются, туловище искривляется, и животные погибают, так как у них развивается восходящий. Другой группе мышей вводится фильтрат материала в смеси со столбнячной антитоксической сывороткой (животные при этом выживают). Специально для выделения C. tetani П. Филдсом предложен метод посева исследуемого материала в конденсационную воду свежескошенного кровяного агара, после инкубации в термостате в анаэробных условиях при 37°С в течение 18-24 часов появляется ползучий рост в виде пленки (из-за наличия жгутиков). Для получения чистой культуры производят 3-5 таких пересевов.
3. С целью быстрого обнаружения экзотоксина в крови больного проводят ИФА или РПГА с эритроцитарным антительным диагностикумом. Однако это возможно лишь при гипертоксинемии, так как экзотоксин быстро связывается с белками ЦНС.
Лечение
Лечение больных столбняком должно проходить в условиях специализированного реанимационного отделения.
Для нейтрализации токсина незамедлительно вводят человеческий противостолбнячный гамма-глобулин (3000 МЕ или более). При отсутствии препарата вводят гетерологичную (лошадиную) противостолбнячную сыворотку в больших дозах (50-150 тыс. МЕ).
|
|
|
Комплексное лечение столбняка включает эффективную хирургическую обработку ран, дезинтоксикационную и седативную терапию, при необходимости выполняется искусственная вентиляция легких с введением миорелаксантов.
Сам возбудитель чувствителен ко многим антибиотикам (β-лактамам, тетрациклинам и др.) Однако антибиотикотерапия играет лишь вспомогательную роль (гибель возбудителей препятствует увеличению концентрации токсина в ране).
Профилактика
Экстренная профилактика столбняка состоит из первичной хирургической обработки ран и иммунопрофилактики: введения столбнячного анатоксина и по показаниям противостолбнячного человеческого иммуноглобулина либо сыворотки.
Введение этих препаратов показано при травмах с нарушением целостности кожных покровов и слизистых; при обморожениях и ожогах 2, 3, 4 степеней; внебольничных абортах; родах вне больничных учреждений; гангрене или некрозах любого типа; проникающих повреждениях; укусах животных; обширных гематомах, подвергшихся пункции.
Предварительно следует определить концентрацию столбнячного антитоксина в крови пострадавшего методом РПГА или ИФА.
При концентрации антитоксина в крови пациента 0,1 МЕ/мл и более препараты не вводят. При уровне антител 0,01-0,1 МЕ вводят только анатоксин, менее 0,01 МЕ вводят анатоксин и иммуноглобулин в количестве 250 МЕ.
При невозможности установить уровень защитных АТ меры по экстренной иммунопрофилактике столбняка у пострадавших определяются их предыдущей вакцинацией.
Если пациент ранее прошел полный курс плановой вакцинации (см. ниже), то выполняют только ревакцинацию столбнячным анатоксином.
Однако если это условие не соблюдено, вводят анатоксин и противостолбнячный иммуноглобулин в количестве 250 МЕ или в его отсутствие – 3000 МЕ противостолбнячной лошадиной сыворотки.
Единственным способом эффективной профилактики столбняка среди населения является проведение плановой активной иммунизации.
Столбняк – это инфекция, которая полностью контролируется иммунопрофилактикой.
Активную иммунизацию начинают с 3-х-месячного возраста введением вакцины АКДС (содержит анатоксин столбняка, дифтерии и убитые коклюшные бактерии) или АДС (не содержит коклюшного компонента) трехкратно с интервалом в 45 дней, затем проводят ревакцинацию в 1,5 года, 6 лет и далее через каждые 10 лет проводят ревакцинацию.
|
|
|
