Возбудитель ботулизма (Clostridium botulinum)

Таксономия и классификация

Clostridium botulinum — возбудитель ботулизма относится к роду Clostridium семейства Bacillaceae отдела Firmicute

Нозологические формы

Ботулизм (от лат. botulus, колбаса) — острая пищевая токсикоинфекция, протекающая с преимущественным поражением центральной и вегетативной нервной системы.

Возбудитель вызывает заболевание ботулизм (классическая пищевая токсикоинфекция), раневой ботулизм (возникает при загрязнении некротизированных тканей почвой), ботулизм новорожденных (развивается у детей от 3 до 20 нед при заглатывании спор с последующим их прорастанием), неопределенно классифицируемый (у детей старше 1 года и взрослых, не связанных с пищей и ранами).

Эпидемиология и пути передачи

Заболевание регистрируют повсеместно, исключая районы вечной мерз­лоты. Наиболее часто заболевания вызывают типы А, В и Е. Естественный резервуар и источник возбудителя инфекции — почва и различ­ные животные. Повышенную заболеваемость отмечают в регионах с теплым климатом, создающим условия не только для длитель­ного сохранения спор в почве, но и их про­растания и размножения вегетативных форм. Механизм передачи — фекально-оральный, путь — алиментарный. Споры, попадая в пи­щевые продукты (мясные, овощные, особен­но консервированные), прорастают, образуют токсин, который при употреблении пищи вы­зывает отравление. Наибольшую опасность представляют мясные, рыбные и овощные консервы домашнего приготовления. Высоко устойчив к действию физических и химических факторов.

Морфологические и тинкториальные свойства

Грамположительные палочки с закругленными концами длиной 4-8 мкм и толщиной 0,6-0,8 мкм, в мазках расположены одиночно или в виде коротких цепочек; подвижны, перитрихи. При неблагоприятных условиях окружающей среды образуют субтерминально расположенные эндоспоры, придающие бактериям форму «теннисной ракетки».

Питательные среды и культуральные свойства

Строгие анаэробы. На кровяном агаре с глюкозой образуют очень мелкие сероватые или желтоватые мутные колонии линзообразной формы. Вокруг колоний образуются зоны гемолиза. На печеночном агаре образуют полиморфные звездчатые колонии, в желатине — сероватые, окруженные зоной разжиженной желатины. Хорошо растут в жидких средах (Китта-Тароцци) при условии предварительного удаления кислорода путем кипячения среды в течение 15-20 мин с последующим быстрым охлаждением. Вызывают помутнение среды и газообразование; иногда отмечают запах прогорклого масла, но этот признак непостоянен.

Антигенная структура

У C.botulinum выявляют О-типоспецифический соматический и Н-группоспецифический жгутиковый антигены. Серологическая идентификация C.botulinum основана на выявлении токсинов. В зависимости от структуры выделяют 8 сероваров: A, B, C_1(α), C_2(β), D, E, F и G.

Биохимические свойства

В зависимости от биохимических свойств выделяют четыре группы бактерий (табл.8).

Группа	Биохимические свойства
Бактерии I группы	проявляют выраженные протеолитические свойства, гидролизуют желатин и эскулин, ферментируют глюкозу и мальтозу; проявляют липазную активность на яичном агаре
Бактерии II группы	проявляют сахаролитическую активность (глюкоза, мальтоза и др.), но лишены протеолитической активности
Бактерии III группы	проявляют липазную активность и гидролизуют желатин
Бактерии IV группы	гидролизуют желатин, но не проявляют сахаролитических свойств

Факторы патогенности

Патогенность обус­ловлена сильным экзотоксином, чувстви­тельность к которому различна у человека и животных. Человек наиболее чувствителен к токсинам типов А, В, Е. Ботулотоксин — белок, про­являющий нейротоксическое действие, молекуляр­ная масса может варьировать от 60 до 150 кДа. Ботулотоксин является самым сильным ядом, известным человеку. По расчетным данным, 1 г кристаллического токсина содержит 10¹² смертель­ных для человека доз токсина. Токсины всех типов проявляют гемолизирующее действие. Оптимальная температура для токсинообразования вариабельна: для бактерий типов А, В, С и D — 35 °С, для бактерий типов Е и F — 28-30 °С. Токсины сорбируются на клетках слизистой оболочки кишечника, проникают в кровь (где их можно выявить серологически) и в периферические нервные окончания. Экзотоксины — Zn²⁺-зависимые эндопептидазы, оказывающие нейротоксическое действие. При протеолизе молекула токсина разлагается на две связанных дисульфидной связью фрагмента (L-и H-цепи). Токсин разрушается при кипячении; легко кристаллизуется в белый порошок. Токсины всех типов также обладают гемолизирующим действием. Между собой токсины различаются антигенной структурой и молекулярной массе.

Патогенез

Ботулизм — токсинемическая инфекция; основным патогенетическим фак­тором является токсин, который поступает в кровь и распространяется по организму по кровеносным сосудам. Фармакокинетическая активность токсинов различных типов прак­тически одинакова, они сорбируются на клет­ках слизистой оболочки кишечника, прони­кают в кровь и в периферические нервные окончания. Действие токсина включает свя­зывание Н-цепи с мембраной, поглощение токсина и формирование пор в синаптических пузырьках (каждую пору формируют 4 моле­кулы токсина), что приводит к блокированию слияния синаптических пузырьков с мембра­ной, высвобождению ацетилхолина и развитюе вялых параличей (мишень для действия — интегральные синаптические белки). В частности, токсины серотипов В, D, F расщепляют синаптобревин, А и Е — SNAP-25, С — синтаксин, D и F — целлюбревин. Избирательно поражают α -моторные нейроны передних рогов спин­ного мозга, что обусловливает характерные параличи мышц.

Инкубационный период обычно составляет 24 ч, но может варьировать от 4-6 до 96 ч и более. Проявления зависят от природы продукта, ставшего причиной отравления, количества накопившегося в нем и поступившего в организм токсина, состояния больного. Первые, но непостоянные симптомы — расстройства ЖКТ (тошнота, рвота, боли в животе). Часто больные жалуются на сухость во рту или гиперсаливацию. Одновременно развиваются головная боль и нервно-паралитические явления — нарушение глотания (дисфагия), офтальмоплегический синдром: диплопия (двоение в глазах), птоз (опущение век), анизокория (поражение сфинктера зрачка). Затем возникает парез и паралич мышц шеи, конечностей, дыхательной мускулатуры и сердечной мышцы, в результате чего наступает смерть.

Иммунитет

После перенесенного заболевания в сыворотке крови обнаруживаются антитела к токсину и к бактериям, что свидетельствует о комплексном характере иммунного ответа. Естественный иммунитет после перенесенного заболевания отсутствует, поскольку токсигенная доза ботулотоксина во много раз ниже иммуногенной (6 кг ботулотоксина способны убить все человечество). Чувствительность к ботулиническому токси­ну у различных животных подвержена резким колебаниям. Абсолютно резистентные виды неизвестны, но всеядные животные обладают меньшей чувствительностью.