Микробиология столбняк газовая гангрена ботулизм

Тема занятия: « Микробиология раневых (газовая гангрена, столбняк) и пищевых (ботулизм) анаэробиозов. Микробиология коринебактериоза (дифтерия) и бордетеллиозов (коклюш, паракоклюш)».

Мотивация изучения темы.

Анаэробная клостридиальная инфекция – одно из грозных осложнений раневого процесса в военные годы. В мирное время она сопутствует производственным и бытовым травмам. Как правило, 2/3 заболевших – это люди, занятые сельскохозяйственными работами, 1/3 – составляют дети. Помимо этого, клостридии могут вызывать тяжёлые, иногда смертельные пищевые интоксикации, связанные с отравлением экзотоксином клостридий ботулизма и преимущественно консервированными продуктами, загрязненными почвой.

Биология клостридий, возбудителей газовой гангрены, столбняка, ботулизма – яркая иллюстрация изменений вирулентности вида в зависимости от среды и условий обитания микроорганизмов (авирулентность вегетативных форм, постоянных обитателей кишечника и агрессивность внекишечных споровых штаммов).

Газовую гангрену, столбняк, ботулизм относят к числу тех немногих заболеваний, при которых гарантия излечения возможна лишь при использовании специфических средств иммунопрофилактики, иммунотерапии. Все это обязывает знать особенности биологии и эпидемиологии, основные проявления клостридиальной инфекции, уметь отобрать материал для исследования, расшифровать результаты последнего; рационально использовать специфические профилактические и лечебные препараты.

Широкий охват вакцинацией детского населения против дифтерии к 70-м годам прошлого столетия привела к резкому снижению его заболеваемости во всех странах мира. Повышение заболеваемости дифтерией в РФ и республиках бывшего СССР началась в конце 80-х годов по причине многочисленных необоснованных отводов и отказов от прививок, а также низкого уровня иммунитета к этому времени у взрослых. Кроме того, было установлено, что в процессе генетической рекомбинации (трансдукции) под влиянием умеренного дифтерийного бактериофага, способного поразить клетки бактерии ген «tox+», кодирующий структуру экзотоксина, штаммы Corynobacterium diphteriae, не продуцирующие экзотоксин, приобретают способность к токсинообразованию.

Заболеваемость другой детской инфекцией – коклюшем, характеризуется цикличностью подъемов и спадов с интервалом в 3 – 4 года. Быстрое повышение этого показателя в начале 90-х годов произошло также на фоне снижения охвата прививками детского населения и появления коклюша у взрослых. Последнее обстоятельство может быть связано с ослаблением естественного иммунитета в связи с неблагоприятной экологической средой, факторы которой поражают, прежде всего наиболее открытые для её воздействия органы дыхания.

Знания причин распространения дифтерии и коклюша, изучение биологии их возбудителей, методов и средств вакцинации, общей профилактики и распознавания этих инфекций необходимы студентам всех медицинских факультетов, но особо – будущим врачам – педиатрам, ибо именно они – первое звено в борьбе с детской инфекционной патологией. Знания о них необходимы как для последующего обучения на кафедрах детских инфекционных болезней, эпидемиологии, педиатрии, организации здравоохранения, так и в дальнейшей профессиональной деятельности врача.

Цели занятия.

3.1. Общая цель: а) изучение темы направлено на формирование компетенций по ФГОС-03 по специальности 31.05.01 – Лечебное дел о: формировать способность и готовность использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОПК- 9), формировать умение работать с научной литературой, анализировать информацию, вести поиск, выделять основные положения, делать выводы, развивать личностные качества (ОПК- 9). Активно использовать современные достижения науки, особенно подчеркивая роль отечественных ученых в разработке данной темы (ОПК- 9).

источник

Клостридии – это достаточно обширная группа микроорганизмов, представители которой являются не только причиной незначительного нарушения здоровья, но и серьезных инфекций, одно только упоминание о которых вызывает тревогу – это столбняк, ботулизм, газовая гангрена. Причем специфическая профилактика, а именно вакцинация, разработана только при столбняке, тогда как остальные болезни, вызванные клостридиями, могут поражать различные слои населения, встречаясь преимущественно в виде спорадических случаев.

Клостридии (Clostridium) – это грамположительные микроорганизмы (при окраске по Грамму приобретают сине-фиолетовый цвет), относящиеся к семейству Clostridiacae, роду Clostridium. Первое описание клостридий датировано 1880 годом польским ученым микробиологом А. Пражмовским. Представляют собой палочки размером от 0,5 до 20 мкм, подвижные, обладают различной протеолитической активностью (способностью вырабатывать ферменты) в зависимости от вида. Способны образовывать споры, в результате которых приобретают форму «веретена» в связи с тем, что раздуваются в центре за счет образования эндоспоры (именно от греческого слова «веретено» и произошло их название). Особенность образовывать эндоспоры позволяет клостридиям выдерживать кипячение и быть малодоступными для антибиотиков. Иногда эндоспоры располагаются терминально, что придает клостридиям форму «теннисных ракеток». Клостридии являются анаэробами (размножаются при отсутствие кислорода).

К роду Clostridium относятся 100 и более видов бактерий. Наиболее известные из них C. botulinum (возбудитель ботулизма), C. tetani (возбудитель столбняка), C. septicum, C. perfringens, C. oedematiens, C. novyi (возбудители газовой гангрены), C. difficile, C. hystoliticum, C. sporogenes, C. clostridioforme, C. acetobutylicum, C. colicanis, C. aerotolerans, C. bifermentans, C. tertium, C. piliforme, C. laramie, C. ramosum, C. fallax, C. formicaceticum и другие.

Клостридии широко распространены в природе, могут обнаруживаться в почве, в водоемах. Некоторые клостридии (например, C. difficile) являются представителями нормальной микрофлоры некоторых систем организма человека, то есть являются сапрофитами. Чаще всего они обнаруживаются в кишечнике, на коже, слизистой оболочке ротовой полости, женской половой системы, респираторного тракта. Но все же основное место обитания – кишечник. В норме у совершенно здоровых людей количество клостридий зависит от возраста и составляет: у детей до 1 года – до 10 3 КОЕ/г (колониеобразующих единиц в грамме фекалий), у детей с 1 года и взрослых до 60 лет – до 10 5 КОЕ/г, старше 60 лет – до 10 6 КОЕ/г. C. difficile нередко высевают из почвы и воды, в которых, благодаря образованию эндоспор, она может сохраняться до 2х и более месяцев.

Особенность клостридий и заболеваний, вызванных ими, это выработка токсинов и симптомы, связанные с ними, то есть клостридиозы — токсикоинфекции.

1) Токсинообразование – это фактор патогенности клостридий. Некоторые виды клостридий (C. botulinum, C. tetani, C. perfringens) продуцируют одни из самых сильных бактериальных экзотоксинов (ботулотоксин, столбнячный токсин – тетаноспазмин, ε-токсин, разрушающий эритроциты). Экзотоксины обладают нейротоксичностью (действие на нервную систему), гемотоксичностью (на эритроциты и лейкоциты), некротоксичностью (вызывает некроз тканей).
2) Другим фактором патогенности является инвазивность – способность локального повреждения тканей за счет выработки ряда протеолитических ферментов. В частности, C. perfringens способна вырабатывать протеиназу (расщепляющую белки), коллагеназу, гиалуронидазу. Такие факторы агрессии, как протеиназа, лецитиназа, гиалуронидаза, коллагеназа, являются результатом жизнедеятельности многих видов клостридий.

Главной особенностью патогенного действия клостридий является преобладание некротических процессов в тканях над воспалительными, выраженность которых минимальна. Итак, жизнедеятельность клостридий осуществляется в анаэробных (без кислорода) условиях и сопровождается выработкой токсинов, ферментов и белков, который определяют газообразование и некроз в тканях, а также общее токсическое влияние на организм больного (чаще это нейротоксическое влияние).

Источником инфекции может быть больной и носитель как человек, так и животное, с испражнениями которого клостридии попадают в почву, на дно водоемов, где могут сохраняться несколько месяцев. Механизмы заражения – алиментарный (пищевой), контактно-бытовой. В зависимости от вида клостридий и симптомов болезни заражение здорового человека происходит через определенные факторы передачи. Факторами передачи пищевого пути служат пищевые продукты (мясные продукты, фрукты и овощи, молоко и молочные продукты), для ряда болезней, как ботулизм например, это продукты с созданием анаэробных условий без предварительной термической обработки (консервы, соления, копчености, вяленые продукты, колбасы домашнего приготовления). Контактно-бытовой механизм реализуется через раневой путь инфицирования, когда споры клостридий определенных видов попадают на поврежденные кожные покровы. Также описаны случаи болезней новорожденных (в условиях нарушения правил стерильности), что бывает при столбняке, ботулизме и других клостридиозах.

Ботулизм (С. botulinum)
Столбняк (С. tetani)
Газовая гангрена (С.perfringens тип А, С.septicum, C.oedematiens, C.novyi)
Псевдомембранозный колит (C.difficile, С.perfringens тип А)
Антибиотикоассоциированные диареи (C.difficile)
Некротический энтерит, пищевая токсикоинфекция (С.perfringens тип А)

Ботулизм (возбудитель С. botulinum) – острое инфекционное заболевание, характеризующееся поражением нервной системы с развитием парезов и параличей гладкой и поперечнополосатой мускулатуры. Главная особенность возбудителя – способность вырабатывать один из сильнейших микробиологических ядов – ботулотоксин, который и запускает развитие всех симптомов болезни. Более подробно по поводу данного заболевания в статье «Ботулизм».

Столбняк (возбудитель С. tetani) – также острая инфекционная болезнь с поражением нервной системы и тоническим сокращением мышц поперечнополосатой группы. Данный возбудитель также имеет отличительную особенность – выработку сильного токсина – столбнячного экзотоксина, обуславливающего тяжелую клинику заболевания. Подробнее о столбняке в статье «Столбняк».

Газовая гангрена (возбудители С.perfringens тип А, С.septicum, C.oedematiens, C.novyi) – инфекция, которая развивается в анаэробных условиях при активном участии некоторых видов клостридий, которая развивается на обширных участках поврежденных тканей. Развивается после обширных ранений, травм, травматических ампутаций, огнестрельных ранений. Сроки появления газовой гангрены – первые 2-3 дня с момента ранения или другой тяжелой травмы. В очаге инфекции клостридии находят благоприятные условия для размножения (отсутствие кислорода, омертвевшие клетки и ткани), выделяют токсины, вызывая интоксикацию всего организма и возможное поражение токсинами других органов и систем. У пациента в местном очаге наблюдается отек тканей, газообразование, омертвление тканей, распространение процесса на здоровые участки. Выделяют несколько форм – классическая, отечно-токсическая, гнилостная и флегмонозная. Помощь пациенту нужно оказывать как можно скорее, иначе распространение процесса может стоить больному жизни.

Псевдомембранозный колит или ПМК (вызывается чаще C.difficile, но может играть роль и С.perfringens тип А). ПМК также развивается вследствие антибиотикотерапии, частыми виновниками которой являются линкомицин, ампициллин, тетрациклин, левомицетин, клиндамицин, реже цефалоспорины. Следствием такого лечения является грубый дисбактериоз кишечника с выраженной активностью одного из рассматриваемых нами микробов — C.difficile. Жизнедеятельность клостридии вызывает воспаление слизистой оболочки кишечника, в основном дистального его отдела, образованием так называемых «псевдомембран» — фибринозных налетов на слизистой оболочке. Такие нарушения грозят развитием осложнения – прободения стенки кишечника, что может привести к летальному исходу. Группы риска по развитию ПМК: лица преклонного возраста (старше 65 лет), а также лица с сопутствующими заболеваниями (онкология, пациенты после оперативных вмешательств и другие). У пациента развивается температура и интоксикация (слабость, головная боль), однако эти симптомы необязательны. Также характерно расстройство стула, который становится частым, водянистым. У ослабленных пациентов могут возникнуть симптомы обезвоживания. Стул может напоминать изменения при холере (водянистый беловатого цвета, частый и обильный), однако в тяжелых случаях при сильном болевом синдроме может появиться стул с примесью крови.

Эндоскопическая картина ПМК

Антибиотикоассоциированные диареи или ААД (вызываются C.difficile, С.perfringens), однако может быть микробная ассоциация с грибами рода Candida, клебсиеллой, стафилококком и другими. Чаще регистрируются в условиях лечебных учреждений среди пациентов, требующих антибиотикотерапии в силу того или иного заболевания. Именно в этих условиях и формируются устойчивые к лекарственным препаратам виды клостридий. Наблюдаются чаще при назначении препаратов широкого спектра (цефалоспорины, ампициллин и других). Возникают антибиотикоассоциированные диареи за счет сочетанного подавления роста как патогенной, так и сапрофитной (вполне нормальной) микрофлоры пищеварительной системы человека. Риск возникновения такой диареи не связан напрямую с количеством антибиотика в организме (она может возникнуть и при первом приеме, и при повторных введениях лекарства). Группы риска по развитию ААД – пациенты, принимающие цитостатики и имеющие иммунодефицит.
Симптомами ААД являются высокая температура и интоксикация (слабость, недомогание), появление водянистого стула с патологическими примесями (слизь, иногда кровь), боли в околопупочной области, а затем по всему животу. При заражении C.difficile нередки случаи повторной клиники (рецидива) через 4-6 дней в силу устойчивости спор клостридий к лечению. У детишек первых 3х месяцев, учитывая малую обсемененность кишечника и находящихся на грудном вскармливании ААД возникает редко.

Некротический энтерит (причиной является С.perfringens типа F). Некротоксин клостридии вызывает некроз стенки кишечника и образованием эррозированных поверхностей и язв (то есть разрушение стенки кишечника). В месте поражения наблюдаются воспалительные изменения с отеком слизистой. Есть опасность кровотечения и прободения язвы, а также развития тромбоза мелких сосудов. Пациенты жалуются на температуру, рвоту и жидкий стул с кровью и обилием пены.

Пищевая токсикоинфекция, вызванная С.perfringens длится несколько дней. Клинически мало отличий от токсикоинфекции другой этиологии. Симптомы болезни обусловлены токсином клостридии и появляются через несколько часов (чаще это 6-12 часов) с момента употребления в пищу недоброкачественных продуктов питания ( чаще мясные продукты). Пациенты предъявляют жалобы на жидкий стул, тошноту, редко рвоту, болезненность в животе.

Поражение мочеполовой системы. В некоторых случаях клостридии могут явиться первопричиной развития острого простатита.

Клостридиальный сепсис может развиться при распространении большого количества токсинов по организму и токсического поражения различных органов и систем, в том числе и жизненноважных (почки, головной мозг, печень).

Предварительный диагноз ставится на основании симптомов конкретной клинической картины, связи заболевания с какой-либо обширной травмой, назначением антибиотиков, употреблением в пищу характерных продуктов питания и тому подобное. Диагноз подтверждается после лабораторной и инструментальной диагностики.

1) Бактериоскопия первичная материалов для исследования.
2) Бактериологический метод, при котором происходит идентификация возбудителя. Материалом для исследования служит отделяемое из ран, испражнения и другие в зависимости от клинической формы. При сепсисе это может быть кровь, моча. Материал засевают на селективные питательные среды (например, среда Кита-Тароцци) и выращивают в анаэробных условиях.

3) Биологическая проба для выявления токсинов клостридий, с целью которой применяется реакция нейтрализации специфическими антитоксическими сыворотками.
4) Параклинические методы исследования (общий анализ крови, мочи, копрограмма, биохимические исследования крови).
5) Инструментальная диагностика. При рентгенологическом исследовании можно обнаружить скопление газа в подкожном пространстве и мышечной ткани, что наведен на предварительные выводы о клостридиях (газ можно обнаружить и при других анаэробных инфекциях). При ПМК проводят эндоскопическое исследование, при котором видна картина очагового или диффузного (распространенного) колита с образованием псевдомембран.

clostridium difficile под микроскопом

Пациенты с клостридиозными инфекциями подлежат госпитализации по показаниям и тяжести.
Такие заболевания, как ботулизм, столбняк, газовая гангрена лечатся только в стационаре и требуют немедленной помощи с целью спасения жизни пациента. Некоторые виды диарей являются госпитальными, поэтому также лечатся в стационаре.

1) Введение специфических препаратов с целью нейтрализации токсинов при ботулизме (противоботулиническая сыворотка, иммуноглобулин) и столбняке (противостолбнячная сыворотка, иммуноглобулин). Эти препараты подлежат тщательному расчету и постановке строго под наблюдением врача в больнице. Сыворотки чужеродные, поэтому должна быть готовность к возможному проведению противошоковых мероприятий.

2) Антибактериальная терапия , с целью которой назначаются антибиотики, к которым клостридии имеют чувствительность. К ним относятся: нифуроксазид, метронидазол, рифаксимин, тинидазол, доксициклин, тетрациклин, клиндамицин, кларитромицин, пенициллин, левофлоксацин. Выбор препарата остается только за лечащим доктором, который заподозрил и подтвердил диагноз определенной клинической формы клостридиозной инфекции. Для лечения антибиотикассоциированных поражений кишечника лекарственный препарат, вызвавший данное состояние, отменяют. Для этиотропной терапии может быть рекомендован ванкомицин для приема внутрь, метронидазол.

3) Хирургический метод лечения (актуален при газовой гангрене) и сводится к иссечению поврежденных участков раны с последующей антибактериальной санацией.

4) Симптоматическое лечение в зависимости от клинического синдрома (это могут быть пробиотики, уросептики, гепатопротекторы, жаропонижающие, противовоспалительные и другие группы препаратов).

Одно из важных правил – тщательное соблюдение правил личной гигиены в домашних условиях и в социальной среде: обработка рук после туалета, тщательная обработка продуктов питания, в том числе и термическая. Профилактические меры относятся и к медицинским работникам: контроль и динамическое наблюдение за назначением антибактериальных препаратов, особенно ослабленным пациентам отделений реанимации, онкогематологических стационаров, реципиентам органов и тканей.

источник

Общая характеристика патогенных анаэробных бактерий.

Облигатные анаэробы — микроорганизмы, живущие только в условиях крайне низкого содержания кислорода — в почве, иле водоемов, кишечниках позвоночных и человека. У теплокровных анаэробы составляют основную массу нормальной кишечной микрофлоры и определяют ряд важнейших функций организма.

Разнородную группу анаэробных грамположительных бактерий дифференцируют прежде всего по способности к спорообразованию и морфологическим особенностям. В патологии человека наибольшее значение имеют анаэробные спорообразующие бактерии рода Clostridium. Среди неспорообразующих грамположительных анаэробов медицинское значение имеют семейство лактобацилл (Lactobacillaceae) и род бифидобактерий (Bifidibacterium), в патологии — неспорообразующие грамотрицательные анаэробы родов Bacteroides (бактероиды) и Fusobacterium (фузобактерии).

Это подвижные крупные палочки (большинство видов), образуют овальные или круглые эндоспоры, придающие клостридиям (греч. kloster — веретено) ветеренообразную форму. Спора в диаметре больше диаметра (поперечника) вегетативной клетки. Грамположительны, хемоорганотрофы. Строгие анаэробы.

По экологическим и патогенным свойствам можно выделить три группы клостридий: — сапрофиты, вызывающие бродильные (сахаролитические) процессы;

— сапрофиты, вызывающие процессы гниения (протеолиза);

— патогенные виды — по биохимическим свойствам могут вызывать процессы гниения и брожения. Патогенные виды клостридий условно разделить на три группы — возбудителей травматических (раневых) клостридиозов — газовой гангрены, столбняка, возбудителей энтеральных клостридиозов (токсикоинфекций) — ботулизма, псевдомембранозного колита и виды, вызывающие патологические процессы только в ассоциациях между собой или с другими микроорганизмами.

Современная систематика выделяет пять групп клостридий по расположению спор, способности гидролизовать желатин и наличию особых условий для роста. Все патогенные для человека виды ферментируют желатин, отличаясь расположением спор — терминальное (в виде тенисных ракеток) у четвертой группы (C.tetani — возбудитель столбняка), субтерминальное (веретено) у второй группы (остальные возбудители: C.botulinum- возбудитель ботулизма, C.perfringens и другие возбудители газовой гангрены, C.difficile — возбудитель псевдомембранозного колита).

Микробиология газовой гангрены.

Газовая гангрена — анаэробная поликлостридиальная (т.е. вызываемая различными видами клостридий) раневая (травматическая) инфекция. Основное значение имеет C.perfringens, реже — C.novyi, а также другие виды клостридий в стойких ассоциациях между собой, аэробными гноеродными кокками и гнилостными анаэробными бактериями.

C.perfringens — нормальный обитатель кишечников человека и животных, в почву попадает с испражнениями. Является возбудителем раневой инфекции — вызывает заболевание при попадании возбудителя в анаэробных условиях в раны. Обладает высокой инвазивностью и токсигенностью. Инвазивность связана с выработкой гиалуронидазы и других ферментов, оказывающих разрушающее действие на мышечную и соединительную ткани. Главный фактор патогенности — экзотоксин, оказывающий гемо-, некро-, нейро-, лейкотоксическое и летальное воздействие. В соответствии с антигенной специфичностью экзотоксинов выделяют серотипы возбудителя. Наряду с газовой гангреной C.perfringens вызывает пищевые токсикоинфекции (в их основе — действие энтеротоксинов и некротоксинов).

Особенности патогенеза. В отличии от гнойных заболеваний, вызываемых аэробами, при анаэробной инфекции преобладает не воспаление, а некроз, отек, газообразование в тканях, отравление токсинами и продуктами распада тканей. Клостридии — некропаразиты, активно создающие анаэробные условия и вызывающие некроз тканей, т.е. условия для своего размножения. Некроз мышечной и соединительной тканей — следствие некротоксического действия токсинов и ферментов, газообразование в тканях — результат ферментативной активности клостридий. Общее действие токсинов (общая интоксикация) проявляется преимущественно в нейротоксическом воздействии.

Иммунитет — преимущественно антитоксический.

Лабораторная диагностика включает бактериоскопию отделяемого ран, выделение и идентификацию возбудителя, выявление и идентификацию токсина в биопробах с использованием реакции нейтрализации специфическими антитоксическими антителами.

Особенностью всех спорообразующих бактерий является устойчивость к нагреванию, что учитывается при лабораторной диагностике — исследуют прогретую и непрогретую пробы. При исследовании на клостридии одну (непрогретую) пробу засевают на жидкие среды (казеиновые или мясные) и плотные дифференциально — диагностические среды (Вильсон — Блера, Виллиса — Хоббса). Другие части исходного материала прогревают при +80 и +100 о С в течение до 20 минут и засевают в жидкие накопительные среды. Выросшие культуры грамположительных палочек пересевают на плотные дифференциально — диагностические среды.

Среда Виллиса — Хоббса содержит кроме питательного агара, лактозу, индикатор, яичный желток и обезжиренное молоко. Дифференциация видов клостридий осуществляется по изменению цвета индикатора в красный (ферментация лактозы) и наличию вокруг колоний зоны (ореола) опалесценции (лецитиназная активность). Колонии C.perfringens окрашены в цвет индикатора и имеют ореол опалесценции.

Профилактика и лечение. В основе предупреждения газовой гангрены — своевременная и правильная хирургическая обработка ран. При тяжелых ранениях вводят антитоксические сыворотки против основных видов клостридий по 10 тысяч МЕ, в лечебных целях — по 50 тысяч МЕ.

Это представитель нормальной микрофлоры кишечника, редко вызывает газовую гангрену, является возбудителем псевдомембранозного энтероколита — результата нерациональной антибиотикотерапии и развития дисбактериоза, обусловленного доминированием этого возбудителя. При применении антибиотиков (особенно клиндомицина, ампициллина и цефалоспоринов) и цитостатиков возникает глубокий дисбаланс микрофлоры кишечника и колонизация его C.difficile. Токсический компонент патогенности этого вида клостридий состоит из энтеротоксина и цитотоксина. Возбудитель проявляет высокую резистентность к антибиотикам широкого спектра, что способствует массированной колонизации кишечника и секреции большого количества токсинов, вызывающих изменения кишечной стенки. Псевдомембранозный колит — госпитальная инфекция, доминирующая среди кишечных поражений, однако бактериологически трудно выявляемая (сложности выделения и изучения анаэробов).

Столбняк — острая раневая инфекция, характеризующаяся поражением нейротоксином двигательных клеток спинного и головного мозга, которое проявляется в виде судорог поперечно — полосатой мускулатуры. Болеют люди и сельскохозяйственные животные. Почва, особенно загрязненная испражнениями человека и животных, является постоянным источником заражения столбняком.

Возбудитель — C.tetani — крупная спорообразующая грамположительная палочка. Споры располагаются терминально (вид барабанной палочки), подвижна за счет жгутиков — перитрихов. Обязательный анаэроб. Споры обладают очень высокой устойчивостью.

Антигенные свойства. Возбудитель имеет О- и Н- антигены.

Факторы патогенности. Главный фактор — сильнейший экзотоксин. Выделяют две его основные фракции — тетаноспазмин (нейротоксин) и тетанолизин (гемолизин). Нейротоксин в центральную нервную систему проникает в области мионевральных синапсов, передается от нейрона к нейрону в области синапсов, накапливается в двигательных зонах спинного и головного могза, блокирует синаптическую передачу. Смерть наступает от паралича дыхательного центра, асфиксии (поражение мышц гортани, диафрагмы, межреберных мышц) или паралича сердца.

Лабораторная диагностика. Микробиологическая диагностика включает бактериоскопию исходных материалов, посев для выделения возбудителя и его идентификацию, обнаружение столбнячного токсина.

Исследованию подлежит материал от больного (особенно в местах проникновения возбудителя в организм — из ран), трупа (кровь, кусочки печени и селезенки), перевязочный и шовный хирургический материал, пробы почвы, пыли и воздуха.

Выделение возбудителя проводят по стандартной для анаэробов схеме, используя различные плотные и жидкие (среда Китта — Тароцци) среды, идентификацию — на основе морфологических, культуральных, биохимических и токсигенных свойств.

Наиболее простой и эффективный метод микробиологической диагностики — биопроба на белых мышах. Одну группу заражают исследуемым материалом, вторую (контрольную) — после смешивания проб с антитоксической столбнячной сывороткой. При наличии столбнячного токсина опытная группа мышей погибает, контрольная — остается живой.

Лечение и экстренная профилактика. Используют донорский противостолбнячный иммуноглобулин (антитоксин), антитоксическую сыворотку (350МЕ/кг), антибиотики (пенициллины, цефалоспорины). Для создания вакцинального иммунитета используют столбнячный анатоксин, чаще в составе АКДС вакцины (анатоксины столбняка, дифтерии и убитые коклюшные палочки).

Ботулизм — тяжелая пищевая токсикоинфекция, связанная с употреблением продуктов, зараженных C.botulinum, и характеризующаяся специфическим поражением центральной нервной системы. Свое название получила от лат. botulus — колбаса.

Свойства возбудителя. Крупные полиморфные грамположительные палочки, подвижные, имеют перитрихиальные жгутики. Споры овальные, располагаются субтерминально (тенисная ракетка). Образуют восемь типов токсинов, отличающихся по антигенной специфичности, и соответственно выделяют 8 типов возбудителя. Среди важнейших характеристик — наличие или отсутствие протеолитических свойств (гидролиз казеина, продукция сероводорода).

Токсин оказывает нейротоксическое действие. Токсин попадает в организм с пищей, хотя вероятно может накапливаться при размножении возбудителя в тканях организма. Токсин термолабильный, хотя для полной инактивации необходимо кипячение до 20 мин. Токсин быстро всасывается в желудочно — кишечном тракте, проникает в кровь, избирательно действует на ядра продолговатого мозга и ганглиозные клетки спинного мозга. Развиваются нервно — паралитические явления — нарушения глотания, афония, дисфагия, офтальмо — плегический синдром (косоглазие, двоение в глазах, опущение век), параличи и парезы глоточных и гортанных мышц, остановка дыхания и сердечной деятельности.

Лабораторная диагностика. Принципы — общие для клостридий. Выделяют и идентифицируют возбудитель, однако наибольшее практическое значение имеет обнаружение ботулотоксина и определение его серотипа.

Для выделения возбудителя пробы сеют на плотные среды и накопительную среду Китта — Тароцци (часть материала предварительно прогревают при +85 о С).

Для изучения токсина проводят биопробы на белых мышах (одна группа — опытная и четыре контрольные со смесью материала и соответствующей антисыворотки — типа А,В,С и Е). Погибают все партии, кроме одной (с гомологичной типу токсина антисывороткой). Можно также определять токсин в РНГА с антительным диагностикумом.

Лечение и профилактика. В основе — раннее применение антитоксических сывороток (поливалентных или при установлении типа — гомологичных). В основе профилактики — санитарно — гигиенический режим при обработке пищевых продуктов. Особенно опасны грибные консервы домашнего приготовления и другие продукты, хранящиеся в анаэробных условиях.

Газовая гангрена вызывается анаэробными бактериями, рода Clostridium, веретенообразные бактериальные клетки, заболевание вызывается несколькими клостридиями.

Clostridium novui(oedematiers) – вызывает мощный отек

источник

Газовая гангрена (газовая флегмона) — это чрезвычайно тяжелый инфекционный процесс, развивающийся при инфицировании ран анаэробными патогенными бактериями рода Clostr >

Клостридии обитают в земле, их много в уличной пыли. Предрасположены к заболеванию травмированные люди с обширными участками размозжения мышечной ткани, где резко снижено кровоснабжение и образуется множество «карманов». Бактерии размножаются только в среде, где отсутствует кислород. При попадании в кислородную среду микроорганизмы образуют споры и в таком состоянии сохраняются многие десятилетия. Они обитают в кишечнике человека и травоядных животных, с калом попадают в грунт, и далее с уличной пылью распространяются по объектам внешней среды. При благоприятных условиях клостридии активизируются и начинают интенсивно размножаться. Из множества видов клостридий, в основном, только 7 вызывают газовую гангрену. 70-80% всех заболеваний приходится на Clostridium perfringens. Основной метод лечения заболевания — хирургический. Производятся вскрытие раны лампасными разрезами. При прогрессировании заболевания конечность ампутируется.

Рис. 1. На фото газовая гангрена нижней конечности.

На сегодняшний день описано около 80 видов бактерий рода Clostridium. Причиной газовой гангрены у человека являются лишь патогенные виды клостридий: Clostridium perfringens (70 — 80% всех случаев заболевания), Clostridium novi и Clostridium septicum. Описаны также другие виды патогенных бактерий рода Clostridium, но они встречаются значительно реже. Все микроорганизмы являются облигатными анаэробами — растут и размножаются в условиях отсутствия доступа кислорода.

При неблагоприятных условиях бактерии образуют споры. В таком состоянии они могут пребывать значительное количество времени. Споры устойчивы к солнечному свету, высушиванию и высокой температуре. Рост и развитие клостридий происходит только в анаэробных условиях. Восприимчивы к заболеванию человек и все виды животных.

Клостридии постоянно присутствуют в почве, кишечнике человека и травоядных животных, в ряде случаев при плохой гигиене бактерии можно обнаружить на кожных покровах.

Газовая гангрена развивается при инфицировании клостридиями обширных размозженных ран (огнестрельных, рвано-ушибленных), чаще нижних конечностей и туловища, ранениях толстого кишечника. Бактерии проникают в поврежденные ткани с землей, пылью, через обрывки одежды, осколки снарядов, при оперативных вмешательствах, инъекциях лекарственных препаратов, внебольничных абортах. При шахтных и транспортных травмах ранения чаще возникают в области ягодиц и бедер. Подвержены заболеванию лица, травмированные крупным рогатым скотом, свиньями, овцами и козами. Раны при этом загрязняются навозом животных. В некоторых случаях заболевание развивается при небольших, но загрязненных порезах. Заболевание развивается быстро. Первые его признаки появляются уже с первых суток травмирования.

Рис. 2. 90% всех случаев заболевания газовой гангреной приходится на Clostridium perfringens.

Клостридии — факультативные анаэробы (бактерии растут и размножаются при отсутствии доступа кислорода). Являются сапрофитами. Освобождают природу от мертвого органического материала через процессы брожения и гниения. Они присутствуют в кишечнике животных и человека, где питаются органическими остатками, но не инвазируют (проникают) в живые здоровые ткани.

Клостридии — это бактерии палочковидной формы (бациллы), продуцирующие целый ряд токсинов и ферментов, образующие при неблагоприятных условиях споры. Патогенные формы возбудителей вызывают такие грозные заболевания, как столбняк, ботулизм и газовую гангрену. Они вырабатывают самые сильные из известных ядов — тетаноспазмин (Clostridium tetani), ботулотоксин (Clostridium botulinum) и а-токсин (Clostridium perfringens).

Основными возбудителями газовой гангрены являются Clostridium perfringens (70 — 80% случаев), Clostridium novyi (20 — 43%) и Clostridium septicum (5 — 18%). Значительно реже встречаются такие виды клостридий, как Clostridium histolyticum, Clostridium sordellii, Clostridium difficile, Clostridium fallax и др.

Газовая гангрена практически всегда является смешанной инфекцией. Часто при инфицировании к клостридиям присоединяются аэробные микроорганизмы: стрептококки, стафилококки, кишечная палочка, протей и др.

Возбудители газовой гангрены относятся к семейству Bacillaceae, роду Clostridium. К роду Clostridium относятся многочисленные (около 80) видов клостридий.

Возбудитель газовой гангрены — грамположительная палочка. Бактерии обычно подвижны, имеют капсулу. некоторые виды клостридий лишены капсулы, но имеют жгутики. Самая большая по размеру из всех клостридий является С. novyi. Все остальные бактерии значительно меньших размеров.

Рис. 3. Возбудители газовой гангрены Clostridium perfringens (мазок чистой культуры) под микроскопом.

Клостридии при неблагоприятных условиях образуют споры, расположенные центрально или субтерминально. При центральном расположении спор палочка становится похожей на веретено (closter — веретено).

Споры клостридий устойчивы к высушиванию, высокой температуре и солнечному свету. Они способны выживать в солевых растворах, переносить длительное кипячение, промораживание, ультрафиолетовое облучение, радиацию и вакуум. Споры проявляют устойчивость к целому ряду токсических и дезинфицирующих веществ.

В спорообразном состоянии бактерии могут находиться сотни лет. При благоприятных условиях внешней среды споры прорастают. Процесс прорастания длится 4 — 5 часов.

Рис. 4. Споры Clostridium perfringens.

Рис. 5. На фото спора клостридии. В ее сердцевине находится покоящаяся вегетативная клетка.

Рис. 6. Деление вегетативной клетки после прорастания споры.

Возбудители газовой гангрены ферментируют углеводы с образованием газа и кислоты, образуют сложные экзотоксины — 12 ферментов (токсинов) и энтеротоксин, вызывающий воспаление кишечника. Бактерии делятся на шесть сероваров (А, В, С, D, E, F), каждый из которых имеет свои некротические характеристики. Серовар А является основным возбудителем газовой гангрены. Он формирует до 90% всех случаев заболевания. Основные мишени для токсинов являются мембраны клеток. Ферменты способствуют их расщеплению с последующим за этим отеком и аутолизом (саморастворением).

Бактерии типов А и С выделяют энтеротоксины, являющихся причиной пищевых токсикоинфекций и некротического энтерита.

Газовую гангрену, пищевые токсикоинфекции и некротический энтерит у человека и животных вызывают Clostridium perfringens типов А, С и D. Аналогичные заболевания, но только у животных вызывают Clostridium perfringens типов В, С, D и Е.

Возбудитель впервые был открыт Уэлчем и Нетталом в 1892 году.

Бактерии имеют вид палочек с закругленными концами. Они крупные, имеют размер 3-9 × 0,9-1,2 мкм. Неподвижные. Располагаются поодиночке. Выделенные из чистых культур клостридии имеют капсулу. Окрашиваются по Граму в фиолетовый цвет. Старые культуры утрачивают эту способность. Образуют споры, сохраняющие в окружающей среде многие десятилетия.

Рис. 7. Мазок из чистой культуры Clostridium perfringens (фото слева). Спора бактерии (фото справа).

Рис. 8. На фото бактерии клостридий перфингенс и споры.

Clostridium perfringens являются строгими облигатными анаэробами, хемоорганогетеротрофами. Растут на простых питательных средах — сахарно-кровяном агаре и среде Китта-Тароцци. Рост бактерий сопровождается газообразованием и снижением рН в кислую сторону.

• На сахарно-кровяном агаре бактерии образуют гладкие, блестящие, округлой формы (S-колонии), либо колонии сероватого цвета, плоские, шероховатые с зазубренными краями (R-колонии). Вокруг колоний образуется зона гемолиза. При контакте с воздухом колонии приобретают зеленоватую окраску. Колонии в толще агара приобретают чечевицеобразную форму.
• При росте в жидких средах (среда Китта-Тароцци) образуется помутнение с интенсивным газообразованием. В последующем среда просветляется и на дно выпадает беловатого цвета пластиноподобный осадок.
• При росте на желчном агаре образуются зоны преципитации.
• При росте на молоке уже через 4 часа отмечается его интенсивное сворачивание, а сгусток из-за газообразования приобретает дырчатую структуру и часто подпрыгивает вверх. Подобная реакция используется в лабораториях для проведения экспресс-диагностики.
• При росте на мясном бульоне бактерии образуют уксусную и масляную кислоты, а также большое количество таких газов, как H₂S, NH₃ и CО.

Рис. 9. Колонии Clostridium perfringens на кровяном агаре.

Рис. 10. C. perfringens идентифицируют по характерной «двойной зоне» гемолиза.

Мощная ферментативная активность бактерий послужила присуждению им эпитета perfringens, что обозначает разламывающий, прорывающий. Благодаря интенсивному газообразованию происходит отек поврежденных тканей и разрывы питательных сред. Clostridium perfringens вырабатывают огромное число сахаролитических ферментов, сбраживающих глюкозу, лактозу, мальтозу и сахарозу с последующим образованием кислоты и газа. Они интенсивно створаживают молоко с последующим образованием губчатого крупноячеистого сгустка («штормовая реакция»).

Бактерии разлагают желатин, яичный белок, свернувшуюся сыворотку и коллаген. Не разлагает казеин.

В ходе ацетобутиратного брожения Clostridium perfringens синтезируют масляную кислоту, восстанавливают нитраты в нитриты, образуют лецитиназу.

Рис. 11. Определение лецитиназной активности. Вокруг колоний отчетливо видны зоны мутного ореола, состоящие из преципитированных липидов.

Рис. 12. В левой пробирке культура Clostridium perfringens на сахарном агаре. В результате интенсивного газообразования в гелиевоподобной среде образовались зоны разрывов.

Бактерии Clostridium perfringens по спектру продуцируемых ими токсинов (ферментов) подразделяются на типы A, B, C, и Е. Газовая гангрена и пищевые токсикоинфекции чаще связаны с типом А, некротизирующий энтероколит — с типом С. Понятие «токсин» объединяет около 12 идентифицированных сегодня токсинов (ферментов) и энтеротоксин. Выброс ферментов в области поврежденных тканей приводит к расщеплению сложных веществ и нарушению клеточной проницаемости, в результате чего клетки отекают и расплавляются.

1. а-токсин (фосфолипаза С). Более интенсивно продуцируется клостридиями типа А. Является основным и самым мощным токсином. Фермент гидролизирует (расщепляет) фосфолипиды клеточных мембран, что приводит к разрушению (лизису) клеток. Оказывает дерматонекротическое и летальное действие, является главным фактором внутритканевой инвазии и внутрисосудистого гемолиза — символа смертельной клостридиальной токсинемии. Обладает лецитиназной активностью.
2. b-токсин (цитотоксин). В основном, продуцируется клостридиями типов В и С. Оказывает дерматонекротическое и летальное действие, не вызывает гемолиз. Является причиной развития некротического энтерита.
3. Тета-токсин. Обладает гемолитическим и дерматонекротическим действием. Чувствителен к кислороду. Имеет схожесть с О-стрептолизином стрептококков.
4. v-токсин (протеиназы). Нарушают реакции белкового синтеза путем расщепления нуклеиновых кислот.
5. р-токсин (коллагеназа и желатиназа). Продуцируется клостридиями типов А, С и Е, а также некоторыми штаммами бактерий типа D. Ферменты расщепляют желатин и коллагеновые волокна соединительной ткани. Оказывают некротизирующее и летальное действие.
6. Мю-токсин (гиалуронидаза). Является фактором проникновения клостридий. Ферменты расщепляют кислые мукополисахариды и гиалуроновую кислоту.
7. Ню-токсин (ДНК-за). Разрушает клеточную ДНК.
8. q-гемолизин. При участии комплемента разрушает мембраны эритроцитов.
9. Фибринолизин. Растворяет волокна фибрина.
10. Гемагглютинин. При его участии происходит реакция агглютинации эритроцитов.
11. у-токсин (протеиназа). По своему действию напоминает фибринолизин. Не расщепляет нативный (природный) коллаген, но разрушает азоколл (денатурированный коллаген), казеин и желатин.
12. Дельта -токсин (эластаза). Является протеолитическим ферментом. Расщепляет белки и пептиды.
13. Сигма-токсин. Продуцируют клостридии типа В и С. Оказывает летальное действие, проявляет гемолитическую активность.
14. Омега-токсин. Продуцируется, в основном, клостридиями типа С. Оказывает дерматонекротическое и летальное действие.
15. Эпсилон -токсин. Продуцируется клостридиями типовВ и D, l-токсин — клостридиями типа Е. Проявляют летальное и дерматонекротизирующее действие.
16. у- и n-токсины. Биохимическая природа этих токсинов остается неизвестной.
17. р-токсин. Является фактором проницаемости тканей.

Энтеротоксин продуцируют клостридии типов А и С.

Энтеротоксин Clostr >

Рис. 13. При неблагоприятных условиях некоторые бактерии образуют споры. Они помогают выжить микроорганизму в неблагоприятных условиях много десятилетий. На фото споры бактерий рода Clostridium.

Clostridium novyi являются одним из основных возбудителей газовой гангрены. В годы Великой Отечественной войны причиной газовой гангрены в 42% случаев были бактерии этого вида. Впервые выделили возбудитель и дали ему название Clostridium oedematiens Э. Сэген и М. В. Вейнберг в 1891 году. Позже более полно этот вид клостридий был описан американским бактериологом Ф. Нови, чьим именем в дальнейшем стали называть этот вид бактерий.

Клостридии представляют собой палочки, крупные, иногда слегка изогнутые, размером 4 — 22 х 1,4 — 2 мкм, подвижные, имеют до 25 жгутиков, располагаются часто цепочками. Возбудитель, как и все клостридии, являются облигатными анаэробами. Капсулу не образуют. Окрашиваются по Граму в фиолетовый цвет (грамположительные). Старые культуры утрачивают эту способность. Образуют овальной формы споры, располагающиеся центрально и субтерминально.

Рис. 14. Clostridium novyi. Крупные палочки, располагаются одиночно или цепочками.

Clostridium novyi являются строгими анаэробами. Высокочувствительны к кислороду. Растут на простых средах: углеводных, казеиновых и мясопептонных.

• При росте на плотных средах через 48 часов образуются полупрозрачные, сочные колонии сероватого цвета. Края неровные. Поверхность зернистая. Клостридии типов А, В и С иногда образуют дочерние колонии. Колонии окружены зоной гемолиза. Клостридии типа D эритроциты не разрушают.

В глубине агара колонии напоминают комочки ваты или снежные хлопья, часто окрашенные в коричневый или желтый цвет.

• При росте на жидких средах образуется газ и помутнение питательной среды, на дно выпадает осадок. рН сдвигается в кислую сторону за счет образования H₂S и органических кислот.

Clostridium novyi идентифицируются по выявлению соматических антигенов. Существует 4 серовара, различные по антигенным характеристикам и синтезируемых токсинов — серовары А, В, С и D.

Серовары типов А, В и С ферментируют фруктозу, глюкозу и мальтозу, серовары типа D ферментируют только глюкозу. Серовары типов А, С и D разлагают глицерин. Все штаммы свертывают молоко и разлагают желатин. Клостридии типа D образуют сероводород и индол, остальные типы бактерий — нет.

Clostridium novyi продуцируют такой фермент патогенности, как фосфолипазу (а-токсин), а также b, у, сигма, е и n — токсины, обладающие некротическим, гемолитическим и летальным действиями. Нарушая проницаемость сосудов, они приводят к развитию желеобразного отека.

Рис. 15. На фото газовая гангрена.

Clostridium septicum впервые были описаны в 1877 году Л. Пастером. Эти бактерии являются условно-патогенными. В обычных условиях они пребывают в кишечнике человека и не вызывают заболевание. В случае дефектов кишечника, например при колоректальном раке, инфекция повреждает кишечник и с кровью (гематогенным путем) распространяется по организму. В отличие от Clostridium perfringens газовая гангрена может возникнуть без предварительных травм и повреждений. Инфекция чаще встречается у людей с травмами и ожогами кожи, после хирургических вмешательств и септических абортах, заболеваниях периферических сосудов, сахарном диабете, раке толстой кишки.

Заболевание развивается быстро. До 80% взрослых погибает в течение первых 2-х суток. Выживаемость повышается у лиц без сопутствующих заболеваниях нижних конечностей.

Clostridium septicum поражают как человека, так и домашних животных: крупный и мелкий рогатый скот.

Clostridium septicum представляет собой бактерию палочковидной формы. с размерами 3 — 4 х 1,1 — 1,6 мкм. В культурах иногда образуются нитевидные формы бактерий, имеющие в длину до 50 мкм в длину. Подвижны (имеют жгутики). Капсулу не образуют. Грамположительны. Со временем клостридии теряют эту особенность. Являются строгими анаэробами.

Clostridium septicum образуют споры. Споры чаще всего располагаются субтерминально, реже — центрально.

Рис. 16. Clostridium septicum под микроскопом.

Clostridium septicum хорошо растут на казеиновых и мясных средах с добавлением глюкозы.

• На поверхности глюкозокровяного агара бактерии образуют полупрозрачные колонии, блестящие, состоящие из переплетающихся нитей с зоной гемолиза по периферии.
• При росте на 2% агаре колонии имеет вид дисков.
• При росте на агаре Цейсслера по истечении 48 часов образуется сплошной нежный налет с зоной гемолиза по периферии.
• При росте в 1% сахарном агаре колонии образуются в глубине. У них уплотненный центр, от периферии отходят переплетающиеся нити.
• При росте на мясопептонном бульоне образуется равномерное помутнение. Далее отмечается выпадение рыхлого осадка и газообразование.
• При росте на среде Китта-Тароцци бактерии растут с интенсивным газообразованием.

Рис. 17. При росте в 1% сахарном агаре колонии образуются в глубине. У них уплотненный центр, от периферии отходят переплетающиеся нити.

Clostridium septicum имеют Н и О антигены. По антигенам Н определяется 6 сероваров: А, В, С, D, E и F.

Clostridium septicum синтезируют ряд ферментов. Они живут на различных органических субстратах, в том числе содержащих сахара и аминокислоты с выделением углекислого газа и молекулярного водорода.

Бактерии ферментируют некоторые углеводы: глюкозу, мальтозу и лактозу с образованием газа и кислоты. Нитраты переводят в нитриты. Расщепляют белки с выделением аммиака и сероводорода. Молоко под действием бактерий свертывается медленно. Не разлагают сахарозу, глицерин и маннит. Не образуют индол.

Clostridium septicum выделяют 4 экзотоксина: а, р, у и s. обладающие некротическим, гемолитическим и летальным действиями.

Рис. 18. Рост Clostridium septicum на питательных средах.

источник