Патогенез и характеристика заболевания. Патогенные клостридии обитают в кишечнике человека и животных

Патогенные клостридии обитают в кишечнике человека и животных. Оттуда вместе с испражнениями попадают во внешнюю среду (в почву, на одежду, кожу).

Анаэробная инфекция возникает при наличии рвано-ушибленных осколочных ран, при сдавлении тканей, обширных ожогах высоких степеней, отморожениях.

Газовая гангрена развивается при загрязнении ран почвой или различными материалами, содержащими споры анаэробов. Особенно благоприятны для возбудителей раны с разможженными тканями, где имеются глубокие карманы, некротизированные ткани, в глубине которых создаются анаэробные условия.

Предрасполагающими факторами для развития газовой гангрены у пациентов являются заболевания с расстройством микроциркуляции в нижних конечностях – сахарный диабет, облитерирующий атеросклероз и др.

Важную роль играет сопутствующая аэробная и факультативно-анаэробная инфекция, которая ведет к потреблению кислорода в очаге поражения и снижению окислительно-восстановительного потенциала в тканях. Отсюда газовая гангрена в большинстве случаев – это смешанная инфекция.

При этих условиях споры прорастают, выделяют экзотоксины и ферменты, приводящие к нарушению кровообращения, распространению некроза, распаду тканей, тяжелой интоксикации. Анаэробная инфекция протекает без ярко выраженного воспаления. Газовая гангрена дает различные клинические проявления в зависимости от места локализации.

Из-за цитолитических свойств экзотоксина разрушаются цитоплазматические мембраны, что приводит к высвобождению содержимого клеток и последующей их гибели. За счет увеличения проницаемости тканей и стенок сосудов в тканях выпотевает жидкость, что приводит к развитию отека. За счет сахаролитических ферментов расщепляется гликоген мышечной ткани и другие углеводы, что приводит к скоплению газа в подкожной клетчатке.

Газообразование – результат ферментативной активности клостридий, а некроз – это результат действия токсинов и ферментов. К системной интоксикации присоединяется токсическое действие продуктов тканевого разложения.

Инкубационный период заболевания может длиться от нескольких часов до 5 дней.

Различают 4 основные клинические формы газовой гангрены:

1. Эмфизематозная – характеризуется обильным газообразованием в ране, обычно вызывается C. perfringens и С. septiсum.

2. Токсическая – характеризуется быстрым развитием отека с резким побледнением кожи (C. novyi).

3. Смешанная – отличается отеком и газообразованием. Чаще вызывается ассоциацией анаэробов.

4. Флегмонозная – сопровождается отеком без тенденции к распространению. Отделяемое гнойное, т.к. присоединяется вторичная микрофлора.

Помимо газовой гангрены, C. perfringens сероваров А и С часто вызывают пищевые токсикоинфекции, обусловленные продукцией энтеротоксина. Они сопровождаются рвотой, диареей. Данная патология протекает благоприятно и завершается в течение нескольки дней.

Редким, но тяжелым клостридиальным поражением кишечника является некротический энтерит. Он возникает при заражении C. perfringens серовара С и связан с продукцией возбудителем некротизирующего β-токсина. Поражается стенка тонкого кишечника с развитием геморрагической диареи. Без лечения болезнь может закончиться летально.

 

Иммунитет

Иммунитет при газовой гангрене связан продукцией токсин-нейтрализующих АТ. Однако их протективная активность недостаточна для контроля инфекции и не предохраняет от повторного заражения.

Лабораторная диагностика

Материалом для исследования являются: отделяемое раны, фрагменты пораженных органов и тканей, перевязочный и шовный материал и т.д.

Ускоренный метод диагностики – газожидкостная хроматография. По спектру выделяемых жирных кислот (бутират и др.) способ позволяет быстро подтвердить наличие анаэробной инфекции в материале.

Наличие экзотоксинов в фильтрате исследуемого материала определяют в реакции преципитации, ИФА, РПГА. Для быстрого обнаружения экзотоксина в крови больного ставят РПГА с эритроцитарным поливалентным антитоксическим диагностикумом или ИФА.

Микроскопический метод. Кроме окрашенных по Граму мазков-отпечатков из ран, используется прямой метод иммунной флюоресценции с применением специфических люминесцирующих сывороток.

Бактериологический метод – измельченные ткани или отделяемое ран засевают на кровяной агар, среду Вильсон-Блера, Китта-Тароцци.

Посевы помещают в анаэростат и термостат, возбудителя идентифицируют по морфологическим, культуральным, биохимическим и токсигенным свойствам.

Обнаружение C.perfringens проводят по быстрому, в течение 3-х часов, почернению железосульфитной среды Вильсон-Блера и раннему (в течение 5-6 часов) створаживанию молока (среда Тукаева).

Быстрое определение C.novyi проводят с помощью бензидинового теста, для чего колонии, выросшие в анаэростате на глюкозо-кровяном агаре с бензидином, держат на воздухе. В условиях аэрации они быстро чернеют.

C.hystolytiсum активно расплавляют кусочки ткани в среде Китта-Тароцци.

В реакции нейтрализации на мышах используют специфические противогангренозные сыворотки. Учет проводят по выживаемости животных.

Лечение

Лечение газовой гангрены комплексное и включает тщательную хирургическую обработку ран, дезинтоксикационную инфузионную терапию, назначение антибиотиков (β-лактамов, аминогликозидов и др.), которые подавляют рост анаэробов и сопутствующей микрофлоры.

При тяжелых интоксикациях возможно применение противогангренозных поливалентных антитоксических сывороток или иммуноглобулинов против наиболее частых видов возбудителей (C. perfringens, C. novyi, C. septicum), однако их активность снижается в условиях нарушенного кровообращения в пораженных тканях.

Профилактика

Профилактика заболевания неспецифическая. Анатоксин против газовой гангрены существенно менее эффективен, чем анатоксины столбняка либо дифтерии в профилактике соответствующих болезней. Предупреждение инфекции возможно при адекватном хирургическом лечении пациентов и назначении антибиотиков, активных в отношении клостридий.

 

 

Клостридии ботулизма

Ботулизм – инфекционная болезнь, характеризующаяся тяжелейшей интоксикацией организма с преимущественным поражением ЦНС, возникающей при употреблении пищевых продуктов, содержащих экзотоксины возбудителя.

Классификация

Возбудитель принадлежит к виду Clоstridium botulinum.

Открыт Э. Ван Эрменгемом в 1896 г., выделившим микроб из организма погибшего человека и остатков колбасы, которую тот принимал в пищу (отсюда название: лат. botulus – колбаса).

Морфология

Представляют собой палочки с закругленными концами, размерами 5-9х1,0 мкм, образуют субтерминальные споры, отсюда имеют вид теннисной ракетки, подвижны (перитрихи), грамположительны.

Культуральные свойства

C. botulinum – строгий анаэроб. Растет на среде Китта-Тароцци, температурный оптимум 25-35°С. При культивировании в анаэростате на кровяном агаре образует мелкие сероватые колонии с зоной гемолиза. В высоком столбике сахарного агара имеет вид пушинок или зерен чечевицы.

Биохимические свойства

Разлагает многие углеводы (глюкозу, мальтозу, глицерин и др.) с образованием кислоты и газа. Обладает отчетливой протеолитической активностью, при распаде белков выделяет сероводород и аммиак, разжижает желатин, коагулирует молоко. Восстанавливает нитраты в нитриты.

Антигенные свойства

Возбудитель имеет О и Н антигены, сходные у всех представителей вида. В зависимости от антигенной структуры экзотоксина различают 8 сероваров C. botulinum: А, В, С_1(a), С_2(b), D, Е, F, G. Наиболее патогенны для людей серовары А, В, Е и F. Для идентификации возбудителя используется антигенная специфичность токсинов.

Фактор патогенности

Экзотоксин известен как самый сильный из всех биологических ядов. Смертельная доза для человека составляет менее 0,1 нг/кг веса человека. Ботулинический экзотоксин оказывает сильнейшее нейротропное действие, блокируя нейромышечную передачу.

По биохимическому механизму действия он представляет собой протеолитический фермент Zn-металлопротеазу. Этот фермент с высокой специфичностью гидролизует белки пресинаптических мембран нейромышечных синапсов (везикуло-ассоциированный протеин, синаптобревин, целлюбревин и др.). При этом блокируется накопление и выделение нейромедиатора ацетилхолина, что приводит к нисходящему мышечному параличу.

Молекулярная масса токсина составляет 150 kD. Исходно он представляет собой протоксин, который переходит в свою активную форму под действием протеаз возбудителя или ферментов пищеварительного тракта (трипсина и др.) Образуется молекула, состоящая из двух цепей (легкой и тяжелой), которые соединяются дисульфидной связью. Тяжелая цепь (100 kD) обеспечивает специфическое связывание и проникновение токсина в синапс, легкая (50 kD) вызывает протеолитическую деградацию нейробелков.

Наличие генов, кодирующих экзотоксин ботулизма, связано с наличием бактериофага в геноме бактерий. Отсюда изредка ботулизм может вызываться и другими родственными видами клостридий – C. baratii и C. butyricum, имеющими данные гены.

 

Резистентность

Споры C. botulinum высокорезистентны к различным воздействиям, выдерживают кипячение в течение 6 часов, автоклавирование при 120^оС более 1 часа, длительное высушивание, замораживание при -253°С. Сохраняют жизнеспособность в 5% растворе фенола до 1 суток.

Для токсина также характерна высокая устойчивость к нагреванию – при 100°С может сохраняться до 10 минут; устойчив к кислой среде, замораживанию, действию пищеварительных ферментов.

С учетом высочайшей активности токсина, работа с ним ведется в условиях, соответствующих биобезопасности при работе с особо опасными инфекциями (II группа патогенности). Токсин может становиться потенциальным средством биотерроризма и биологического оружия.