Возбудители газовой инфекции

Газовая гангрена – тяжелая раневая инфекция, частый спутник войн, полимикробная инфекция, для которой характерны значительная интоксикация организма, быстрое омертвение тканей с развитием отека и газообразования.

Чаще заболевание вызывают виды C. perfringens, C. novyi (oedematiens), C. hystolyticum, C. septicum; последний обычно ассоциирует с другими микроорганизмами.

Условно-патогенные возбудители: C. fallax, C. sordelii, C. sporoqenes.

Свойства. Все клостридии строгие анаэробы, грам(+), имеют спору субтерминальную или центральную, отрицательный оксидазный и каталазный тест. В 80% случаев газовую гангрену вызывает C. perfrinqens – крупные, полиморфные палочки, имеют спору, капсулу, но неподвижны, обладают выраженной сахаролитической активностью (разлагают многие сахара, кроме маннита) до кислоты и газа. Протеолитическая активность слабая, способны быстро в течение 2-5 часов створаживать молоко и вызывать почернение железосульфитной среды Вильсон-Блера (МПА, глюкоза, сернистокислый Na, хлорид железа). В процессе жизнедеятельности микроорганизмов образуется сернистое железо, вызывающее почернение среды, а из-за разложения глюкозы и газообразования – разрыв этой среды.

На кровяном агаре дают шероховатые бахромчатые колонии с зоной гемолиза, чернеющие на воздухе. Температурный оптимум для роста 45°С, растет в диапазоне 20-50°С, содержание Г+Ц в ДНК – 24-27 моль%.

C. perfrinqens делится на 6 сероваров – А, В, С, D, Е, F, выделяющих различные по антигенной структуре экзотоксины с летальными, гемотоксическими, нейротоксическими, лейкотоксическими и некротическими свойствами. Из них серовар А – основной, продуцирует альфа-, дельта-, эпсилон-экзотоксины. Ведущим из них является лецитиназа С, обладающая летальным, некротическим, гемотоксическим действием. Выделяет энтеротоксин, который вызывает некротический энтерит с кишечными расстройствами. Также вырабатывает ферменты-токсины коллагеназу, гиалуронидазу, ДНКазу.

C. novyi – толстые, крупные грам(+) палочки, подвижные, образуют овальные споры, расположенные субтерминально, не имеют капсулы, гемолиза не дают, биохимически менее активны, чем C. perfringens, почернение среды Вильсон-Блера дают через сутки. Известны 4 серовара – А, В, С, D (патогенные для человека), способные вырабатывать экзотоксины, содержащие 4 компонента: альфа, бета, тэта, дзета, обладающие летальными, некротическими, гемолитическими свойствами.

C. septiсum – полиморфные подвижные палочки, споры расположены субтерминально, разлагают глюкозу, лактозу, мальтозу, но не разлагают сахарозу. На кровяном агаре растут в виде сплошного нежного налета. При распаде белков образуют сероводород и аммиак.

Имеют 6 сероваров (А, В, С, D, Е, F) экзотоксина, обладающих летальным, гемолитическим и некротическим действием. При заражении животных вызывает кровянисто-серозный отек, мышцы имеют темно-красный цвет, в подкожной клетчатке и мышцах скапливается газ.

C. histolyticum – небольшие, подвижные спорообразующие палочки, споры располагаются субтерминально, капсул не имеют, обладают слабыми сахаролитическими, но выраженными протеолитическими свойствами, растворяют кусочки печени на среде Китта-Тароцци, быстро разжижают желатин.

Почернение среды Вильсон-Блера отмечается через 3-6 часов, дают узкую зону гемолиза на кровяном агаре.

Патогенность возбудителей связана с действием экзотоксинов на биологические мембраны различных тканей (мишень действия – холестерин). В основе поражения находятся ферментативные процессы, катализирующие гидролитическое расщепление и нарушающие клеточную проницаемость с последующим развитием отека, что сопровождается снижением окислительно-восстановительного потенциала в клетках, активацией эндогенных протеаз, приводящих к аутолизу тканей.

a-Токсин (лецитиназа С) оказывает дермонекротическое (в результате гидролиза мембранных фосфолипидов), гемолитическое и летальное действие (вызывает гибель лабораторных животных при внутривенном введении).

b-Токсин вызывает некроз тканей и некротический энтерит, оказывает летальное действие. Основные продуценты – клостридии типов В и С.

d-Токсин проявляет гемолитическую активность в отношении эритроцитов барана, но не в отношении эритроцитов кролика или лошади, оказывает летальное действие на лабораторных животных. Основные продуценты – типы В и С.

q-Токсин оказывает гемолитическое (кислородчувствительные), дермонекротическое и летальное действие, разрушает эритроциты барана и лошади, основным продуцентом этого типа токсина являются C. perfringens типа С;

e- и ι-токсины оказывают летальное, дермонекротическое действие, протоксины, выявляемые в фильтратах культур, активируются трипсином.

k-Токсин (коллагеназа и желатиназа) разрушает ретикулярную ткань мышц и коллагеновые волокна соединительной ткани, активность усиливает цистеин в присутствии Fe²⁺, оказывает летальное и некротическое действие.

l-Токсин (протеиназа) расщепляет денатурированный коллаген и желатин. Проявляет активность экзоэнзима, обусловливающего некротические свойства.

m-Токсин ответственен за повышение проницаемости тканей.

n-Токсин расщепляет нуклеиновые кислоты и нарушает реакции белкового синтеза.

Энтеротоксин образуют C. perfringens типов А и С, вызывающие пищевые токсикоинфекции. Это термолабильный протеин, продуцируется бактериями в толстой кишке; вызывает рвоту и диарею, которая развивается вследствие потери воды и электролитов за счет дегидратации и повышения проницаемости капилляров.

Экология клостридий. Патогенные клостридии обитают в кишечнике человека и животных, а оттуда вместе с испражнениями попадают во внешнюю среду (почву, одежду, кожу).

Анаэробная инфекция возникает при наличии рвано-ушибленной осколочной раны при сдавлении тканей, при большой степени ожога, отморожения. У женщин С. perfringens обнаруживают на гениталиях, поэтому может быть занос инфекции в матку после искусственного прерывания беременности.

Характеристика заболевания

Патогенез и клиника. Газовая гангрена возникает при загрязнении ран почвой или различными материалами, содержащими споры анаэробов. Особенно благоприятны для развития гангрены раны с разможженными тканями, где имеются глубокие карманы, некротизированные ткани, в глубине которых создаются анаэробные условия. 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: может быть анаэробная инфекция мягких тканей конечностей и туловища, анаэробная инфекция мозга, брюшной полости, грудной клетки, анаэробный остеомиелит, послеродовая или послеабортная анаэробная инфекция.

Из-за цитолитических свойств экзотоксина с участием эстераз разрушается цитоплазматическая мембрана, что приводит к высвобождению содержимого клетки и последующему ее лизису. Это обеспечивает свободное прохождение экзотоксина в организме. За счет увеличения проницаемости тканей и стенок сосудов в ткани выпотевает жидкость, что приводит к развитию отека. За счет сахаролитических ферментов расщепляется гликоген мышечной ткани (который является хорошей питательной средой для анаэробов) и другие углеводы, что приводит к скоплению газа в подкожной клетчатке.

Газообразование – результат ферментативной активности клостридий, а некроз – это результат действия токсинов и ферментов, и к этой интоксикации присоединяется отравление продуктами тканевого разложения.

Инкубационный период длится от нескольких часов до 5 дней.

Различают 4 основные клинические формы газовой гангрены:

1. Эмфизематозная – характеризуется обильным газообразованием в ране, чаще вызывают C.perfringens, С.septiсum.

2. Смешанная – отличается отеком, газообразованием. Из раны выделяется пенистая жидкость красного цвета, чаще вызывается ассоциацией анаэробов.

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

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

Лабораторная диагностика

Ускоренный метод диагностики – газожидкостная хроматография по спектру выделяемых жирных кислот позволяет в течение нескольких минут выявить наличие анаэробов, но не указать их вид.

Микроскопический метод. Кроме окрашенных по Граму мазков-отпечатков из ран, используется прямая РИФ 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, и в условиях аэрации они быстро чернеют.

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

В реакции нейтрализации на лабораторных животных используют диагностические противогангренозные сыворотки и белых мышей. Учет проводят по выживаемости животных.

Для ускоренной диагностики наличия экзотоксина прямо в фильтрате экссудата ставят реакцию преципитации в агаре с диагностическими антитоксическими сыворотками, реакцию торможения специфическими антителами лецитиназной активности экссудата.

В контроле фильтрат лецитиназоположительного микроорганизма C. perfringens образует помутнение и опалесценцию. В пробирках с сывороткой этих изменений не происходит.

Для быстрого обнаружения экзотоксина в крови больного ставят РПГА с эритроцитарным поливалентным антитоксическим диагностикумом.

Специфическая профилактика и лечение газовой гангрены. С целью лечения газовой гангрены применяют противогангренозные поливалентные антитоксические сыворотки против наиболее частых возбудителей (C. perfringens, C. novyi, C. septicum), которые вводят по 10000 МЕ.

Для лечения используют антибиотики (канамицин, амикацин, карбенициллин и др.), которые подавляют рост анаэробов и сопутствующей микрофлоры.

Анатоксин против газовой гангрены менее эффективен, чем анатоксины столбняка и дифтерии.