XII. Анаэробные грамположительные и грамотрицательные бактерии

12.1. Спорообразующие бактерии рода Clostridium

К семейству Clostridiaeceae роду Clostridium относятся подвижные палочки, образующие овальные или круглые эндоспоры, которые придают клеткам 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. Большинство видов – строгие анаэробы, но имеются аэротолерантные виды.

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

Возбудитель столбняка – Clostridium tetani – был обнаружен в 1883 г. Н. Д. Монастырским и в 1884 г. А. Николайером.

Морфология. Возбудитель – грамположительная прямая крупная палочка с перитрихиальными жгутиками (около 20), подвижная, имеет круглые споры, превышающие диаметр клетки и расположенные у полюса, в связи с чем возбудитель имеет вид барабанной палочки. Строгий анаэроб, хемоорганотроф, вызывает помутнение среды Китта-Тароцци, содержание Г+Ц в ДНК 25 моль%, на кровяном агаре образует отростчатые колонии с гемолизом, на сахарном агаре – чечевицеобразные колонии. Клостридии столбняка разлагают желатин в виде елочки, не образуют индол, восстанавливают нитраты в нитриты, не обладают протеолитическими свойствами; растут при 14-45°С.

Антигены. C. tetani имеют О- и Н-антигены, по Н-антигенам дифференцируются на 10 сероваров.

Распространение и резистентность. Клостридии обитают в кишечнике животных и человека. С испражнениями вегетативные клетки попадают в почву, где образуют споры, сохраняющиеся в течение длительного периода. Столбняк развивается при наличии ран, загрязненных землей, 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.

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.

Факторы патогенности C. tetani образует экзотоксин, состоящий из двух фракций: тетаноспазмина (нейротоксина) и тетанолизина (разрушает эритроциты). Смертельная доза для человека составляет 2 нг/кг массы тела (мишень действия – Zn-метеллопротеаза). Тетаноспазмин – полипептид молекулярной массой 150000 Da, действует дистанционно, так как бактерии редко покидают пределы раны. Токсин фиксируется на поверхности отростков нервных клеток, проникает в них (за счет эндоцитоза) и посредством ретроградного аксонного транспорта (со скоростью 1 см/ч) попадает в ЦНС, где подавляет высвобождение медиаторов (глицина, гамма-аминомасляной кислоты, ацетилхолина, норадреналина). В синапсах токсин связывается с синаптическими белками – синаптобревином и целлюбревином.

Вначале токсин действует на периферические нервы, вызывая местные тонические сокращения мышц. Токсин угнетает тормозное действие вставочных нейронов постсинаптических рефлекторных дуг на мотонейроны, из-за чего возникающие в мотонейронах импульсы беспрерывно поступают к мышцам, вызывая их сокращение.

Тетанолизин – мембранотропный токсин, разрушает эритроциты, препятствует фагоцитозу, обладает кардиотоксическим и летальным действием. Поражает также вегетативную нервную систему и ядра продолговатого мозга, что обусловливает метаболические нарушения, гемодинамические расстройства, приводит к отеку мозга, некрозу в мышцах.

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.

Характеристика заболевания

Патогенез. Источник возбудителя – человек и животные, так как столбнячная палочка обитает в кишечнике и выделяется с испражнениями.

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 антисанитарных условиях). 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 анаэробных условиях прорастают, вырабатывают экзотоксин, с которым связаны клинические признаки заболевания. Инкубационный период болезни составляет от 4 до 21 дня.

Клиника. 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 (так как 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. Иммунитет после заболевания не формируется.

К микробиологической диагностике прибегают с целью проверки стерильности перевязочного, шовного материала (кетгута), препаратов для парентерального введения; с целью подтверждения клинического диагноза заболевания; 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 столбняк – местная ригидность мышц хвоста и задних конечностей и генерализованная интоксикация.

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 ставят РПГА с эритроцитарным антительным диагностикумом.

Экстренная иммунопрофилактика столбняка состоит из первичной хирургической обработки ран и введения по показаниям столбнячного анатоксина и противостолбнячного человеческого иммуноглобулина.

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 определяют титры столбнячного антитоксина в РПГА. При титре антитоксина 0,1 МЕ и более препараты не вводят.

При титре антител 0,01-0,1 МЕ вводят только анатоксин, при титре менее 0,01 МЕ вводят анатоксин и иммуноглобулин в количестве 250 МЕ.

С лечебной целью вводят большие дозы гетерогенной противостолбнячной сыворотки по Безредко или гомологичный столбнячный гамма-глобулин.

Активную иммунизацию населения начинают с 3-х-месячного возраста введением вакцины АКДС (содержит анатоксин столбняка, дифтерии и убитые коклюшные бактерии), трехкратно с интервалом в 45 дней, а затем через каждые 5-10 лет проводят ревакцинацию.