Токсинообразование.

C. tetani продуцирует кислородолабильный гемолизин (тетанолизин), но наиболее важным продуктом микроорганизма является нейротоксин (тетаноспазмин). Штаммы различаются по своей токсигенности; некоторые чрезвычайно токсикогенны. Большинство штаммов продуцирует токсин, обнаруживаемый после культивирования в бульоне через несколько дней.

Тетаноспазмин был выделен в виде чистого кристаллического белка, смертельная доза которого для мыши составляет 0,0001 мкг. Он состоит из тяжелой и легкой цепей, связанных дисульфидной связью и является токсичным для человека и животных при парэнтеральном введении, но не при введении через рот. При возникновении столбняка естественным путем палочки столбняка остаются в на месте первичного инфицирования и вообще неинвазивны, но токсин диффундирует и поражает спинной мозг на соответствующем уровне (местный столбняк), а и затем всю центральную нервную систему (генерализованный столбняк). Эти стадии, включая промежуточный «tetanus ascendens, восходящий столбняк», обнаруживаются у подопытных животных, но у человека имеют тенденцию сливаться в их клинических проявлениях у человека.

Токсин абсорбируется из места его образования в очаге инфекции и передается в центральную нервную систему по двигательным нервам и, по-видимому, особенно по двигательным волокнам. Однако, часть токсина может быть доставлена из очага инфекции ко всем нервам организма через кровь, и последующая передача в центральную нервную систему связана с поглощением токсина через нервно-мышечные нервные окончания и транспортировкой по аксонам.

Таким образом, тенденция к появлению первых признаков столбняка у человека в мышцах головы и шеи объясняется более короткой длиной черепно-мозговых нервов. Фактически, нисходящее поражение нервной системы проявляется у человека потому, что столбнячный токсин проходит более длинный путь, чтобы достигнуть более длинных двигательных нервов, и токсин рассеивается также в спинном мозге.

Токсин, вероятно, действует, интерферируя с нормальным торможением двигательных импульсов, которое осуществляется вышележащими мотонейроанами по отношению к нижерасположенным, вызываяувеличение тонуса и тонические судороги. Образуется пресинаптический блок передачи тормозящих импульсов в спинном мозгу со спастическим параличом пораженных мышц в результате активации как групп антагонистов, так и агонистов.

Антигенная структура. Клостридии столбняка серологически |неоднородны, известно 10 сероваров. Все они продуцируют идентичные экзотоксины. Серовары I, III, VI, VII обладают выраженной специфичностью. Подвижные штаммы содержат Н-антигены, неподвижные - только 0-антиген. Разделение клостридий столбняка на серовары производят по Н-антигену, а на серогруппы по 0-антигену.

Резистентность. Вегетативные формы возбудителя столбняка гибнут при температуре 60 – 70 °С в течение 30 мин и довольно быстро обезвреживаются от действия всех применяемых дезинфицирующих веществ. Споры клостридий столбняка обладают большой устойчивостью. Они длительно сохраняются в почве и на различных предметах, выдерживают кипячение в продолжение 10 - 90 мин, а споры некоторых штаммов - 1 - 3 ч; 5 % раствор фенола вызывает гибель их через 8 - 10 ч, 1 % раствор формалина - через 6 ч; действие прямого солнечного света споры выдерживают 3 - 5 сут.

Патогенность для животных. В естественных условиях столбняком болеют лошади, мелкий рогатый скот. Многие животные являются носителями возбудителя столбняка. Из экспериментальных животных к клостридиям столбняка восприимчивы белые мыши, морские свинки, крысы, кролики и хомяки.

Столбняк у животных протекает при явлениях спастических сокращений поперечной полосатой мускулатуры и поражения пирамидальных клеток передних рогов спинного мозга. Вначале в процесс вовлекаются конечности, а затем туловище (восходящий столбняк).

Патогенез заболевания у человека. Источником заражения являются здоровые животные и люди, которые выделяют клостридий с испражнениями в почву. Споры клостридий столбняка обнаруживаются в почве в 20 – 80 % исследованных проб, в некоторых почвах - в 100%. Особенно богата спорами унавоженная почва. Они могут разноситься вместе с пылью, проникать в жилище, попадать на верхнюю одежду, белье, обувь и другие предметы.

Большинство случаев столбняка у взрослых приходится на лиц, занятых в сельском хозяйстве, свыше 33 % составляют дети в возрасте 1 - 15 лет. Больше половины заболеваний столбняком возникает в результате ранений нижних конечностей лопатой, гвоздем, стерней во время работы в поле, на огороде.

У новорожденных возбудитель инфекции может проникнуть через пупочный канатик, у рожениц - через нарушенную слизистую оболочку матки.

На месте внедрения спор клостридий происходит превращение их в вегетативные формы, которые выделяют экзотоксин. В ряде случаев столбняк сопровождается развитием бактериемии.

Микробы и споры, отмытые от токсина, обычно не вызывают заболевания и быстро разрушаются путем фагоцитоза.

Столбнячный токсин поступает в кровь и гематогенным путем распространяется по всему организму, обусловливая последовательное раздражение от периферических нервных разветвлений до двигательных центр спинного мозга. Рецепторы, расположенные в нервно-мышечном аппарате играют существенную роль в развитии столбняка. Импульсы, идущие от этих рецепторов вызывают доминантный очаг возбуждения в центральной нервной системе. Действие токсина приводит к увеличению рефлекторного возбуждения двигательных центров, и это, в свою очередь, ведет к развитию приступов рефлекторных тонических мышечных судорог, которые могут наступать часто в ответ на любые раздражители внешней среды (свет, звук, и т.д.). Заболевание начинается с судорожных сокращений мышц участков тела, куда проник возбудитель, затем наступает тоническое сокращение жевательных мышц (тризм) и мимических мышц лица (risus sardonicus), затылочной мускулатуры; далее в процесс вовлекается мускулатура спины (epistotonus) и конечностей. Развивается клиническая картина нисходящего столбняка. Тело больного принимает вид дуги, больной лежит на кровати, опираясь на нее затылком и тазом. Смерть наступает от асфиксии и поражения жизненно важных центров. Клиника столбняка очень впечатляюще описана В.В.Вересаевым в его знаменитых «Записках врача».«… Вскоре после начала клинических занятий в клинику старших курсов был положен огородник, заболевший столбняком. Мы ходили смотреть его. В палате стояла тишина. Больной был мужик громадного роста, плотный и мускулистый, с загорелым лицом; весь облитый по- том, с губами, перекошенными от безумной боли, он лежал на спине, ворочая глазами; при малейшем шуме, при звонке конки на улице или стуке двери внизу больной начинал медленно выгибаться затылок его сводило назад, челюсти судорожно впивались одна в другую, так что зубы трещали, и страшная, длительная судорога спинных мышц приподнимала его тело с постели; от головы во все стороны расходилось по подушке мокрое пятно от пота. Две недели назад больной работал босиком на огороде и занозил себе большой палец ноги; эта пустячная заноза вызвала то, что я теперь видел.Ужасно было не только то, что существуют подобные муки; еще ужаснее было то, как легко они приобретаются, как мало гараоннтирован от них самый здоровый человек. Две недели назад всякий бы позавидовал богатырскому здоровью этого самого огородника…»

Летальность при столбняке составляет 35 – 70 %, в среднем 40 %. В мире более 50000 человек погибает каждый год от столбняка.

Иммунитет. Иммунитет (постинфекционный) при столбняке является преимущественно антитоксическим, слабонапряженным; возможны повторные заболевания.

Лечение. Антитоксическую противостолбнячную сыворотку вводят внутримышечно. Наилучший результат дает гаммаглобулин крови людей, иммунизированных против столбняка. Антибактериальные средства (пенициллин и метронидазол) даются длительное времяпринимая во внимание необходимосить гарантировать остановку роста клостридий и токсинообразование. Антитоксин и антибиотики даются немедленно, и предпочтительно до хирургической обработки.

Противосудорожная терапия включает внутримышечные введения 25 % раствора сульфата магния, назначение диплацина, кондельфина, аминазина, пипольфена или андаксина и хлоралгидрата в клизмах.

Профилактикаосуществляется путем предупреждения травм на производстве и в быту.

Активную иммунизацию проводят столбнячным анатоксином. В практику специфической профилактики столбняка у детей введены адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина (АКДС), ассоциированный дифтерийно-столбнячный анатоксин (АДС). Прививки проводятся всем детям в возрасте от 3 мес до 12 лет, сельским жителям определенных районов (по эпидемиологическим показаниям), строителям, лесозаготовителям, рабочим водопроводных, очистных и ассенизационных сооружений, торфяных предприятий, железнодорожного транспорта. Каждые 8 - 10 лет производятся ревакцинации.

Иммунизация столбнячным анатоксином стимулирует выработку достаточного количества антитоксина. Иммунитет сохраняется 2 - 3 года.

Комплекс профилактических мероприятий после травм включает соответствующую хирургическую обработку ран и активную (ранее привитым, 2,0 мл анатоксина) или активно-пассивную (непривитым, 0,5 мл анатоксина + 3000 международных единиц противостолбнячной антитоксической сыворотки) иммунизацию. Введению полной дозы антитоксина предшествует постановка внутрикожной пробы на чувствительность организма к лошадиному белку. Она производится введением в переднюю часть предплечья 0,1 мл нормальной лошадиной сыворотки, предварительно разведенной 1:100. Если внутрикожная проба отрицательна, подкожно вводят 0,1 мл цельной сыворотки и если через 30 минут не наблюдается реакции, вводится вся доза сыворотки.

Лабораторная диагностика обычно проводится в редких случаях ввиду выраженной картины болезни. Систематическому исследованию подвергают объекты, имеющие эпидемиологическое значение (почва, пыль, перевязочные материалы, препараты для парентерального введения)

3. Клостридии анаэробной инфекции

Анаэробная инфекция (газовая гангрена) является заболеванием полимикробного характера. Она обусловливается действием нескольких видов возбудителей из рода Clostridium в ассоциации с различными аэробными и анаэробными микроорганизмами.К возбудителям анаэробной инфекции относятся: Cl. perfringens, Cl. novyi (Cl. oedematiens), Cl. septicum, Cl. histolyticum, Cl. sordelli.Cl. fallax и Cl. sporogenes патогенны для животных.К непатогенным клостридиям, играющим роль в патогенезе болезни только в сочетании с патогенными микробами, принадлежат Cl. aerofoetidum, Cl. tertium Cl. butiricum и др.Первые четыре вида возбудителей анаэробной инфекции могут вызывать заболевание каждый в отдельности, но обычно заболевание возникает при определенном сочетании нескольких сочленов паразитоценоза. Менее патогенные и непатогенные виды сами по себе не вызывают заболевания, но они разрушают ткани, понижают окислительно-восстановительный потенциал и тем самым создают благоприятные анаэробные условия для развития патогенных видов Clostridium perfringens.Этот микроорганизм является нормальным обитателем кишечника людей и животных. Вне организма сохраняется годами в виде спор. Почти постоянно находится в почве. В первую мировую войну его обнаруживали в 70 - 80% всех случаев анаэробной инфекции, а во вторую мировую воу - в 91 - 100% случаев.

Морфология. Cl. perfringens представляет собой толстую полиморфную с закругленными концами неподвижную палочку длиной 3 - 9 мкм и шириной 0,9 - 1,3 мкм. В организме животных и человека образует капсулу, во внешней среде - овальной формы спору, расположенную субтерминально и превышающую поперечник самой клостридии. Возбудитель хорошо окрашивается всеми анилиновыми красителями, грамположителен, в старых культурах чаще бывает грамотрицательным.

Культивирование. Cl. perfringens является менее строгим анаэробом, чем остальные возбудители анаэробной инфекции. Она растет во всех питательных средах, применяемых для культивирования анаэробов. В среде Китта - Тароцци дает равномерную муть с обильной выработкой газа. В глубине агара столбиком колонии имеют вид дисков или чечевичек. На кровяном агаре с глюкозой образует гладкие дискообразные колонии серого цвета с ровными краями и возвышением в центре.

Токсинообразование.Микроб продуцирует токсин, который имеет сложную химическую структуру (летальный токсин, гемотоксин, нейротоксин, и некротический токсин). Он образует также лецитинасу C, которая обладает ферментативными свойствами и расщепляет лецитин на фосфорилхолин и диглицерид. Лецитиназа идентифицирована с альфа-токсином. Кроме того, Cl. perjrmgens образует протеиназу, фибринолизин, коллагеназу, гиалуронидазу, желатиназу и дезоксирибонуклеазу. Лецитиназа С действует в кишечнике человека как фермент, как способствующий пищеварению.Cl.perfnngens вызывает быстрый и полный распад (некротизация) мышечной ткани. Этот процесс возникает в результате комбинированного действия на мышцы лецитиназы, коллагеназы и гиалуронидазы. Коллагеназа и гиалуронидаза разрушают соединительную ткань, входящую в состав мышц, а лецитиназа С - лецитин мембран мышечных волокон. Гемолиз при анаэробной инфекции обусловлен действием лецитиназы на лецитин стромы эритроцитов. Смерть наступает в результате быстро развивающейся асфиксии вследствие интенсивного разрушения эритроцитов и поражения нервных центров.

Антигенная структура. Cl perfringens имеет шесть сероваров А, В, С, D, E и F, которые отличаются друг от друга серологически и специфичностью своих токсинов.

Серовар А является обитателем кишечника человека в естественных условиях и возбудителем анаэробной инфекции при проникновении парентеральным путем. Серовар В вызывает дизентерию у ягнят и других животных, серовар С - геморрагическую энтеротоксинемию у овец, коз, поросят, телят, серовар D - инфекционную энтеротоксемию у людей и животных, серовар Е - некротический энтерит у людей, энтеротоксемию у ягнят и телят. Патогенные свойства серовара F до конца не изучены.

Резистентность. Споры выдерживают кипячение в течение от 8 до 90 минут. На вегетативные формы наиболее активно действуют перекись водорода, аммиачное серебро, фенол в обычных концентрациях, принятых в практике дезинфекции.

Патогенность для животных. Из экспериментальных животных восприимчивыми являются морские свинки, кролики, голуби, мыши. На вскрытии погибших зараженных животных в месте введения отмечают отек, расплавление ткани, скопление газа, в крови почти всегда находят клостридии. Cl. perfnngens патогенна для домашних животных, вызывая у них ряд тяжелых заболеваний.

Clostridium novyi (Cl. oedematiens) занимает второе место в возникновении анаэробной инфекции, в почве обнаруживается в 64% случаев

Морфология. Cl novyi - крупная полиморфная палочка с закругленными концами, длина ее 4,7 - 22,5 мкм, ширина 1,4 - 2,5 мкм. Часто располагается короткими цепочками, подвижна, перитрих, имеет до 20 жгутиков, во внешней среде образует овальные споры, расположенные обычно субтерминально, в организме животных и человека капсулы не продуцирует, окрашивается грамположительно.

Культивирование. Cl novyi - строгий анаэроб. В среде Китта - Тароцци растет с накоплением газа, выпадением осадка и просветлением среды На глюкозокровяном агаре образует шероховатые колонии с приподнятым центром и бахромчатыми краями с зонами гемолиза В агаре столбиком развивается в виде хлопьевидных колоний с компактным центром и отходящими от него тоими нитями. Классификация и токсинообразование. Cl. novyi дифференцируется на четыре серовара A. B, C и D. Серовар А ответствен за анаэробные инфекции у человека, серовар B вызывает инфекционный гепатит, известный как черная болезнь овец. Серовар C вызывает бактериальный остеомиелит у буйволов, а серовар D ответствен за гемоглобинурию у телят.

Резистентность.Споры могут сохраняться во внешней среде в течение 20 - 25 лет, прямой солнечный свет убивает их через сутки, кипячение - через 10 - 15 мин, 3% раствор формалина - через 10 мин.

Патогенность для животных.Cl. novyi вызывает некротический гепатит (черную болезнь) у овец. В ассоциации с непатогенными клостридиями она вызывает брадзот (злокачественный отек овец) - острое геморрагическое воспаление слизистых оболочек желудка и двенадцатиперстной кишки, сопровождающееся образованием газов в пищеварительном тракте и некротическими поражениями печени, а также гемоглобинурию телят.При подкожном введении культуры кроликам, белым мышам, морским свинкам, голубям возникает студенистый, желеобразный отек, обычно без пузырьков газа. На вскрытии отмечается слабое изменение мышц, отечная ткань бесцветна или слегка гиперемирована.Clostridium septicum встречается в почве в 8 % исследуемых проб. В 1881 г. Р. Кох установил, что этот микроорганизм вызывает злокачественный отек.

Морфология.Клостридии полиморфны, длина их колеблется от 3 до 14 мкм, толщина 1,1 - 1,6 мкм; встречаются и нитевидные формы до 50 мкм в длину; подвижны, перитрихи, капсулы в организме животных не продуцируют, споры располагаются центрально или субтерминально, грамположительны, в старых культурах появляются грамотрицательные особи.

Культивирование.Клостридии злокачественного отека - строгие анаэробы. Хорошо развиваются в мясо-пептонном бульоне и на мясо-пептонном агаре с добавлением 0,5 % глюкозы. На глюкозо-кровяном агаре образуют сплошной нежный налет в виде причудливо переплетающихся нитей на фоне гемолиза. В агаре столбиком колонии имеют вид клубков шерсти. В бульоне вызывают равномерную мь с последующим выпадением рыхлого беловатого слизистого обильного осадка.

Токсинообразование.Возбудитель злокачественного отека вырабатывает летальный экзотоксин, некротизирующий токсин, гемотоксин, гиалуронидазу, дезоксирибонуклеазу, коллагеназу. Гемолитические свойства проявляются в отношении эритроцитов человека, лошади, барана, кролика и морской свинки.

Антигенная структура.При помощи реакции агглютинации у Cl.. septicum установлены серовары; вырабатываемые ими токсины не различаются между собой. Дифференциальные признаки связаны с характером строения Н-антигена.

Резистентность. Такая же, как у Cl. novyi.

Патогенность для животных. Из домашних животных заболевают лошади, овцы, свиньи, крупный рогатый скот. Зараженные морские свинки погибают через 18 - 48 ч. На вскрытии обнаруживается крепитирующий отек и застойные изменения во внутренних органах. В мазках-отпечатках срезов из печени обнаруживаются длинные изогнутые нити, которые состоят из клостридий.

Clostridium histolyticumобладает способностью продуцировать коллагеназу, фибринолизин и протеолитические ферменты, которые расплавляют ткани зараженного организма. Экзотоксин при внутривенном введении животным вызывает быстрое наступление смерти. Патогенное действие для человека Cl. histolyticum в последние годы признается не всеми. Во вторую мировую войну его роль в качестве возбудителя анаэробной инфекции была незначительной.

Патогенез заболевания у человека.Анаэробная инфекция характеризуется многообразием клинических проявлений, которые зависят от ряда причин: количества патогенных анаэробных видов и их спутников - непатогенных или условно-патогенных анаэробных и аэробных микробов, находящихся в определенных ассоциациях, отражающих сложный процесс паразитоценоза, характера раны, иммунобиологического состояния организма.Для развития внедрившихся возбудителей анаэробной инфекции необходимы некротизированная или поврежденная ткань, а также состояние анаэробиоза, которое создается благодаря наличию некротизированных клеток пораженного участка и аэробнойикрофлоры. В дальнейшем патогенные анаэробы сами некротизируют здоровую ткань. Этот процесс особенно интенсивно развивается в мышечной ткани, содержащей большое количество гликогена, который является благоприятной средой для патогенных анаэробов - возбудителей анаэробной инфекции. В первой фазе развития инфекционного процесса образуется отек, во второй - гангрена мышц и соединительной ткан. Продуцируемые клостридиями анаэробной инфекции экзотоксины вызывают разрушение мышечной и соединительной тканей, обусловливают явление сильной интоксикации. На организм оказывают влияние токсические продукты распада тканей. В результате сосудосуживающего действия токсинов, отека и газообразования кожа становится бледной и блестящей, а затем бронзовой, температура в пораженных тканях всегда бывает более низкой, чем в здоровой. Глубокому изменению подвергаются подкожная жировая клетчатка, мышечная и соединительная ткани, развиваются дегенеративные изменения внутренних органов.

Установлено, что экзотоксины возбудителей анаэробной инфекции обладают потенцирующим действием. В патогенезе анаэробной инфекции большое значение имеют и сами возбудители, обладающие высокой инвазионностью. Чрезвычайно большую роль в развитии болезни играет состояние реактивности макроорганизма (травма, сопутствующие заболевания и т. д.).При употреблении пищевых продуктов (брынза, молоко, творог, колбаса, рыба и др.), обильно инфицированных Cl. perfringens, возникают токсикоинфекции или интоксикации. Они характеризуются коротким инкубационным периодом (2 - 6 ч), поносом, рвотой, головной болью, нормальной ели повышенной до 38°С температурой тела, ознобом, сердечной слабостью, судорогами икроножных мышц. Кроме того, могут развиться плевриты, холециститы, гангренозные аппендициты, сепсис и др.

Иммунитет. Прианаэробной инфекции невосприимчивость связана главным образом с наличием антитоксинов к наиболее часто встречающимся возбудителям раневой инфекции. При достаточном количестве антитоксина, например против (-токсина Cl. perfringens, лецитиназная аквность полностью исчезает.Реакция между токсином и антитоксином в значительной степени зависит от присутствия лецитина, являющегося субстратом для действия токсина. Если антитоксин добавляют через некоторые промежутки времени после того, как токсин находился вместе с лецитином, то он не в состоянии обусловить нейтрализацию лецитиназы и лишь несколько замедляет реакцию. Определенную роль играет и антибактериальный фактор, поскольку в патогенезе анаэробной инфекции доказано состояние бактериемии.

Лабораторная диагностика.Объектами исследования служат кусочки пораженных и некротизированных тканей, отечная жидкость, перевязочный материал, хирургический шелк, а также кетгут, одежда, почка и т. д. Исследование производят по этапам: 1) микроскопия отделяемого раны для выявления клостридий и капсул у. Cl. perfringens; 2) выделение чистой культуры и ее идентификация по морфологии клостридий, капсулообразованию, подвижности, свертыванию молока, разжижению желатина, ферментации углеводов; 3) заражение белых мышей фильтратами бульонной культуры или кровью больных для выявления токсина; 4) реакция нейтрализации токсина антитоксином в опытах на белых мышах.

Лечение и профилактикасостоятиз следующих мероприятий:1) хирургическая обработка ран; 2) раннее введение с профилактической целью поливалентной антитоксической очищенной и концентрированной сыворотки «Диаферм З» против Cl. perfringens, C1. novyi и Cl. septicum по 10000 ME; с лечебной целью дозы сыворотки увеличивают в 5 раз (по 50 000 ME каждого серовара); 3) применение антибиотиков для борьбы с раневой инфекцией (стрептомицин, пенициллин, грамицидин), сульфаниламидных препаратов, анаэробных фагов и дифага, антистафилококковой плазмы, антистафилококкового гамма-глобулина. Лечение только одной сывороткой в ряде случаев не дает нужного эффекта, в то время как комплексное применение антитоксической сыворотки и антибиотиков сопровождается значительным снижением летальности.В качестве дополнительных лечебных средств применяют оксигенотерапию, переливание крови, введение ин, гибиторов протеолитических ферментов, биологически активных препаратов, нормализующих обмен веществ. Методы специфической активной профилактики находятся в стадии разработки.