Возбудители газовой гангрены

Газовая гангрЌна [от греч. gangraina, разъедающая язва] — раневая инфекция, характеризующаяся крепитацией окружающих тканей из-за пузырьков газа (продукта ферментативного действия клостридий), некрозом тканей в результате уменьшения или полного отсутствия кровоснабжения и общими септическими проявлениями. Наиболее часто её вызывают C. perfringens, C. novyi и C. septicum; реже — C. histolyticum, C. bifermentans, C. ramosum, C. sporogenes, C. fallax, C. sordelli и др.

Clostridium perfringens

Один из наиболее распространённых патогенных видов. По способности образовывать четыре главных токсина (Ѓ-, †-, e- и i-) микроорганизмы разделяют на шесть сероваров — А, В, C, D, E и F. Основной возбудитель заболеваний человека — бактерии типа А. При некротических энтеритах иногда выделяют микроорганизмы типов C и F; возбудители типа D вызывают инфекционные энтеротоксемии. C. perfringens типа А открыли американские патологи У. Уљлч и Г. НЊттелл (1892). Чистую культуру получили французские бактериологи А. ВейЏн и Ж. ЖубЌр (1893), давшие ему название perfringens [от лат. perfringo, проламываться].

Ы Вёрстка Дать портрет Уэлча, файл: Уэлч

Уильям Уэлч

Ы Вёрстка Дать портрет Вейона, файл: Вейон

Адриен Вейон

Эпидемиология. C. perfringens распространены повсеместно; бактерии выделяют из воды, почвы и сточных вод. Также они колонизируют кишечник животных и человека (выделяют у 25–35% здоровых лиц). У человека C. perfringens вызывает два типа поражений — газовую гангрену и пищевые токсикоинфекции.

Морфология и тинкториальные свойства

Вегетативные клетки (рис. 15 – 1) представлены короткими крупными палочками с обрубленными под прямым углом концами (0,6–1,0ѓ1–1,5 мкм). Отличительные особенности бактерий — строго положительная окраска по Граму и отсутствие подвижности. In vivo образуют капсулы (единственный капсулообразующий вид среди патогенных клостридий). Бактерии хорошо окрашиваются анилиновыми красителями; в старых культурах могут быть грамотрицательными.

Ы Вёрстка. Рисунок 15–01.

Рис. 15 – 1. Вегетативные клетки Clostridiumperfringens. Видны характерные клетки с центрально расположенными спорами.

Споры крупные, овальные, расположены центрально (у C. perfringens типа А — также субтерминально). Термоустойчивость спор сероваров B и D относительно невысока (погибают при кипячении в течение 15–30 мин), споры типов А и С более устойчивы и выживают при кипячении и даже автоклавировании в течение 1–6 ч. Спорообразование обычно происходит в почве и кишечнике организма-хозяина.

Культуральные свойства

По сравнению с другими клостридиями C. perfringens типа А относительно толерантна к кратковременным кислородным воздействиям и способна расти в высоких столбиках сред без герметизации вазелиновым маслом.

На плотных средах бактерии образуют S- и R-колонии. S-колонии круглые, сочные, куполообразные, с гладкими ровными краями. Сначала они прозрачные, позднее становятся мутными, серовато-белыми. R-колонии неправильной формы, бугристые, с неровными шероховатыми краями; в глубине агара напоминают комочки ваты. На агаре ЦЌйсслера через 12–18 ч образуют гладкие сероватые колонии с ровными краями и плотным возвышением в центре. Колонии окружены зоной гемолиза; гемолиз может быть полным либо частичным. Характерное свойство колоний C. perfringens типа А, служащее дифференцирующим признаком, — способность менять серовато - белый цвет на зеленовато - оливковый после кратковременного пребывания в аэробных условиях (рис. 9 вклейки). На желточном агаре бактерии образуют колонии, окружённые зоной перламутрового преципитата (фосфорилхолин), образующегося из лецитина куриного желтка под действием лецитиназы (рис. 10 вклейки).

Рост в жидких и полужидких средах. Культуры C. perfringens типа А имеют характерный запах масляной кислоты. Оптимум рН 7,2–7,4, но могут расти в интервале 5,0–8,5. На средах, содержащих глюкозу, рост происходит очень бурно с образованием Н₂ и СО₂ и заканчивается через 8–12 ч. Первые признаки роста на среде КЋтта–ТарЏцци могут проявляться уже через 1–2 ч (особенно при 43 °С) и проявляются помутнением и появлением пузырьков газа из-под кусочков печени при встряхивании (рис. 11 вклейки).

Антигенная структура. Выделяют 6 сероваров (A–F) C. perfringens, различающихся по антигенным свойствам продуцируемых экзотоксинов. Тип А включает много подтипов, идентифицируемых в РА, что облегчает диагностику в случаях пищевых токсикоинфекций и анаэробных раневых инфекций.

Биохимические свойства. Бактерии ферментируют углеводы с образованием кислоты и газа. От прочих клостридий C. perfringens отличает способность восстанавливать нитраты, расщеплять лактозу, образовывать лецитиназу. Протеолитическая активность слабая: разжижает желатину, не разлагает казеин. Интенсивно створаживают молоко с образованием крупноячеистого губчатого сгустка, напоминающего пену на волнах. Это фенЏмен известен как «штормовая реакция» (рис. 12 вклейки).

Патогенность. Clostridium perfringens типов А, С и D вызывают газовую гангрену, некротический энтерит и пищевые токсикоинфекции у человека и животных. Бактерии типов В, С, D и Е вызывают аналогичные заболевания только у животных.

Токсины

C. perfringens образуют как минимум 12 идентифицированных токсинов (ферментов) и энтеротоксин. Для гиалуронидазы и дезоксирибонуклеазы (ї- и n-токсины) токсичность не доказана; †-,?-, h-, ¦-, e-, q- и i-токсины обладают летальным свойством, но их биохимическая активность изучена недостаточно, и только Ѓ-, k- и l-токсины — ферменты с выраженным токсическим действием. Мишени для основных токсинов — биологические мембраны в различных тканях. Поражения обусловливают ферментативные процессы, катализирующие гидролитическое расщепление и нарушение клеточной проницаемости с последующим отёком и аутолизом тканей, характерными для газовой гангрены.

Ѓ - Токсин (лецитиназа С). Продуцируют все типы C. perfringens, но наиболее интенсивно тип А. Проявляет дерматонекротизирующее, гемолитическое и летальное (убивает лабораторных животных при внутривенном введении) действие.

† - Токсин. Основные продуценты — бактерии типов В и С. Проявляет некротизирующее и летальное действие; гемолитического действия не оказывает. In vivo вызывает развитие некротических энтеритов;

¦ - Токсин. Основные продуценты — бактерии типов В и С. Проявляет летальное действие и гемолитическую активность (лизирует эритроциты барана, но не эритроциты кролика или лошади).

q - Токсин. Основной продуцент — C. perfringens типа С; бактерии типов А, В, D и Е образуют его в меньших количествах. Проявляет дерматонекротизирующее, летальное действие и гемолитическую активность (разрушает эритроциты барана и лошади).

e - и i - Токсины. e-Токсин продуцируют бактерии типов В и D, i-токсин — бактерии типа Е. Проявляют летальное и дерматонекротизирующее действие.

k - Токсин (коллагеназа и желатиназа). Продуценты — бактерии типов А, С, Е и некоторые штаммы типа D. Разрушает ретикулярную ткань мышц и коллагеновые волокна соединительной ткани. Оказывает летальное и некротизирующее действие.

l - Токсин (протеиназа). Проявляет активность экзоэнзима, обусловливающего некротические свойства. Расщепляет денатурированный коллаген и желатину; во многом напоминает действие фибринолизина.

? - и h - Токсины. Оказывают летальное действие на лабораторных животных; их биохимическая природа остаётся неизвестной.

ї - и n - Токсины (гиалуронидаза и ДНКаза). ї-Токсин ответственен за повышение проницаемости тканей. n-Токсин расщепляет нуклеиновые кислоты, тем самым нарушая реакции белкового синтеза.

Энтеротоксин. Продуценты — бактерии типов А и С, вызывающие пищевые токсикоинфекции. Термолабильный протеин, образующийся при споруляции бактерий в толстой кишке. Вызывает рвоту и диарею, оказывает летальное действие, а также обусловливает появление эритематозной кожной сыпи у лабораторных животных. Диарея развивается вследствие потери воды и электролитов за счёт дилатации и повышения проницаемости капилляров.

Клинические проявления

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

Пищевые токсикоинфекции, вызванные сероварами А и С, приобретают всё бЏльшую значимость и представляют актуальную проблему для здравоохранения большинства стран мира.

• C. perfringens типа А вызывает преимущественно токсикоинфекции лёгкой и средней степени тяжести. Заболевания развиваются остро, с болями в животе, рвотой (иногда с примесью крови) и диареей (до 20 раз в сутки). Симптомы исчезают в последующие 12–24 ч. Летальные исходы наблюдают редко, обычно у ослабленных пациентов — пожилых лиц, хронических больных и детей с нарушениями питания.

• C. perfringens типа С вызывает некротический энтерит. При острых формах болезнь может закончиться смертью пациента в течение 12–24 ч. Симптомы аналогичны поражениям, вызываемым бактериями серовара А, и обусловлены действием †-токсина.

Ы Вёрстка Рисунок. Дать Портрет Вейнберга (Вейнберг.TIF).

М.В. Вейнберг

Clostridium novyi

Один из основных возбудителей газовой гангрены. В годы второй Мировой войны инфекции, вызванные C. novyi, составляли 42% всех случаев гангрены. Под названием C. oedematiens типа А бактерии впервые выделили М.В. ВЌйнберг и Э. Сэген (1891). Более полно возбудителя охарактеризовал американский бактериолог Ф. НЏви (позднее возбудитель был назван по его имени). Микроорганизм широко распространён в природе, может быть выделен из почвы, а также из органов ЖКТ здоровых животных.