Эпидемиология и пути передачи

Возбудитель обитает в кишечнике человека и животных, его выделяют из почвы, воды. Наиболее часто в почве и испражнениях обнаруживают серотип А. Споры способны длительное время сохраняться в окружающей среде; способны вегетировать в почве, богатой гумусом. С. рerfringens типа А относительно толерантен к кратковременному кислородному воздействию. Споры высоко устойчивы к физическим и химическим воздействиям. Термоустойчивость спор сероваров В и D относительно невысока (погибают при кипячении в течение 15-30 минут), споры типов А и С более устойчивы и выживают при кипячении в течение 1-6 часов и даже автоклавировании.

Естественный резервуар и источник возбу­дителя инфекции — почва. Механизм передачи — контактный, путь — раневой. Восприимчивость — высокая; заболеваемость значительно возрастает во время военных действий у раненых; основная группа риска в мирное время — работники сельского хо­зяйства, дорожные и строительные рабочие, шахтеры. В мирное время заболеваемость воз­растает при стихийных бедствиях, таких как землетрясения; часто сопровождает краш-синдром.

Газовая гангрена развивается при попадании Clostridium perfringens на раневые поверхности, где бактерии активно размножаются в условиях пониженного содержания кислорода. Микроорганизмы, а чаще их споры, могут быть занесены в раны из внешней среды, а также с кожи или из ЖКТ пациента. Для поражений характерны некроз тканей и образование газа с гнилостным запахом.

Морфологические и тинкториальные свойства

К роду Clostridium относят подвижные (перитрихи) и реже неподвижные грамположительные палочки. Отличительная особенность клостридий — способность образовывать овальные или круглые эндоспоры. Споры клостридий превышают диаметр бактериальной клетки и располагаются центрально, терминально и субтерминально, придавая бактериям особую форму (барабанных палочек, теннисных ракеток и др.). Клостридии, обитающие в почве имеют центрально расположенные споры, придавая клеткам веретенообразную форму, что определило название рода (от греч. kloster — веретено). Clostridium perfringens это короткие, крупные, неподвижные палочки с обрубленными концами (0,6-1,0х1,0-1,5 мкм). Грамположительны. Образуют крупные овальные споры, расположенные центрально (у С. рerfringens типа А — субтерминально). В тканях палочки образуют капсулу.

Питательные среды и культуральные свойства

Строгие анаэробы. На плотных средах бактерии образуют S и R-формы. S-формы круглые, сочные, куполообразные, с гладкими ровными краями, влажной консистенции. Сначала они прозрачные, позднее они становятся мутными, серовато-белыми. R-формы неправильной формы, бугристые с неровными шероховатыми краями, сухой консистенции; в глубине агара напоминают комочки ваты. На кровяно-сахарном агаре образуют гладкие сероватые колонии с ровными краями, окруженные зоной полного или частичного гемолиза. Характерное свойство колоний С. рerfringens типа А, являющееся дифференциальным признаком — способность менять серовато-белый цвет на зеленовато-оливковый после кратковременного пребывания в аэробных условиях. На желточном агаре образуют колонии, окруженные зоной опалесценции, образующейся из лецитина куриного желтка под действием лецитиназы. На среде Китта-Тароцци признаки роста появляются через 1-2 часа в виде помутнения среды и появлением пузырьков газа из-под кусочков печени при встряхивании. Культуры С. рerfringens типа А имеют характерный запах масляной кислоты.

Антигенная структура

Выделяют 6 сероваров (A-F), различающихся по антигенным свойствам, продуцируемых экзотоксинов. Тип А включает много подтипов, идентифицируемых в реакции агглютинации, что облегчает диагностику в случае пищевых токсикоинфекций и раневых анаэробных инфекций.

Биохимические свойства

Бактерии ферментируют углеводы (ксилозу, галактозу, сахарозу, маннозу и др.) с образованием кислоты и газа. От прочих клостридий С. рerfringens отличает способность восстанавливать нитраты, расщеплять лактозу, образовывать лецитиназу. Протеолитическая активность слабая: разжижает желатину, не разлагает казеин. Интенсивно створаживает молоко с образованием крупноячеистого творожистого сгустка, напоминающего пену на волнах («штормовая реакция»). Наиболее характерные признаки — способность вызывать масляно-кислое брожение и анаэробный распад углеводов с образованием масляной кислоты и газов (СО₂, водород, иногда метан).

Факторы патогенности

С. рerfringens продуцируют более 12 экзотоксинов, обозначаемых буквами греческого алфавита (α, β, γ, δ, ε и др.). Наиболее важную роль в развитии патологического процесса играет α-токсин (лецитиназа, фосфолипаза С). Продуцентами являются все серотипы, однако наиболее активными являются клостридии типа А. Токсин разрушает лецитин клеточных мембран животных клееток, вызывая лизис эндотелиальных клеток, эритроцитов, лейкоцитов и др. Проявляет дермонекротизирующее, гемолитическое и летальное действие.

Таким образом, мишенью для действия основных токсинов являются биологические мембраны в различных тканях, в основе поражения находятся ферментативные процессы, катализирующие гидролитическое расщепление и нарушение клеточной проницаемости с последующим отеком. Последний сопровождается снижени­ем окислительно-восстановительного потенциала в клетках, активацией эндогенных протеаз, приводящих к аутолизу тканей, характерному для газовой гангрены.

Энтеротоксин. Продуценты бактерии типов А и С, вызывающие пищевые токсикоинфекции. Термолабильный, с низкой молекулярной массой, действует в нижних отделах тонкого кишечника. Молекула токсина взаимодействует с рецепторами на поверхности эпителиальных клеток, повреждает клеточную мембрану и нарушает транспорт ионов, что ведет к потере жидкости и внутриклеточных белков. Диарея развивается вслед­ствие потери воды и электролитов за счет дилатации и повышения проницаемости капилляров.

С. рerfringens синтезирует большое количество ферментов, являющихся факторами патогенности: протеазы, коллагеназа, ДНК-аза, желатиназа, гиалуронидазы, способствующие распространению инфекции в тканях организма.

 

Патогенез

Все виды трав­матизма могут служить причиной развития газовой гангрены. Возникновению последней способствует загрязнение ран землей, наличие обширных очагов разможжения и некроза тка­ней. Газовая гангрена развивается при попадании С. рerfringens на раневые поверхности, где бактерии активно размножаются в условиях пониженного содержания кислорода. В некротизированных тканях в условиях гипоксии споры прорастают и образуют вегета­тивные формы. Газовая гангрена — токсинемическая инфекция, основными патогенетически­ми факторами которой являются гангренозные токсины и ферменты агрессии, повреждающие здоровые ткани и вызывающие тяжелую общую интоксикацию организма. Возбудители про­дуцируют экзотоксины, которые поступают в кровь, распространяются по организму по кро­веносным и лимфатическим сосудам и дости­гают мышечной ткани. Лецитиназа расщепляет лецитин, являющийся важным компонентом мембран клеток. Образующийся в результате биохимической активности клостридий газ рас­слаивает мышцы, а гиалуронидаза и коллагеназа увеличивают проницаемость тканей. Для поражений характерны некроз тканей с образованием газа с гнилостным запахом.

Иммунитет

Естественный иммунитет у человека к газовой гангрене отсутствует. Перенесенное заболевание не оставляет анти­токсического иммунитета, поскольку токсигенная доза гангренозных токсинов во много раз ниже иммуногенной дозы. Ведущая роль в за­щите от токсинов принадлежит антитоксинам.