Мuкробuологuя столбняка

Столбняк — острая токсическая раневая инфекция, характеризующаяся поражением нейротоксином двигательных клеток спинного и головного мозга, которое проявляется в виде судорог поперечно-полосатой мускулатуры.

Столбняком болеют люди и различные виды сельскохозяйственных животных. Наиболее восприимчивы к нему в естественных условиях лошади и мелкий рогатый скот. Возбудитель столбняка — Сlоstridiuт tеtаni. О бладает слабыми протеолитическими свойствами. Капсулы не образует.

Антигенное строение. Возбудитель столбняка имеет 0- и Н-антигены. О- аг общий для всех представителей вида. По Н-антигену различают более 10 серотипов, однако все они образуют одинаковый экзотоксин.

Факторы патогенности. Главным фактором патогенности С.tеtаni, определяющим патогенез и клинику столбняка, является вырабатываемый им сильнейший экзотоксин. Смертельная доза его для человека составляет мснее 2 нr/кг массы тела (1нг=10^-9г). Экзотоксин состоит из двух фракций — тетаноспазмина (нейротоксина) и тетанолизина (разрушает эритроциты).

Тетаноспазмин синтезируется внутриклеточно в виде неактивного протоксина — одноцепочечного полипептида, имеющеrо м.м. 150 кД. Превращение протоксина в активный нейротоксин происходит после лизиса микробной клетки и осуществляется бактериальной протеазой, которая разрезает поли-пептид на две части. Активный внеклеточный нейротоксин («разрезанный» токсин) состоит из двух связанных между собой дисульфидными связями цепей: леrкой — L (около 50 кД) и тяжелой — Н (около 100 кД). Н-цепь, по-видимому, выполняет акцепторную роль — рецепторами для токсина являются три- и дисиалоrанглиозиды мембран аксонных окончаний. Предполагается, что по аналогии с дифтерийным экзотоксином, состоящим также из Н- и L-цепей, которые образуются при разрезании исходной полипептидной цепи токсина, L-цепь обладает какими-то ферментативными свойствами, опосредующими биологическую активность нейротоксина. Взятые сами по себе L- и Н-цепи не токсичны, но после реассоциации молекулы токсина его токсичность восстанавливается.

Непосредственно из крови в центральную нервную систему из-за наличия гематоэнцефалического барьера столбнячный токсин проникнуть не может. Продвижение токсина вверх по спинному или продолговатому мозгу может происходить от нейрона к нейрону только в области синапсов.

Токсин накапливается в центральной нервной системе в основном в двигательных зонах спинного и головного мозга, за исключением переднего мозга и мозжечка. Конечный результат действия столбнячного токсина заключается в том, что он блокирует синаптическую передачу — тормозит освобождение таких медиаторов, как глицин, ацетилхолин, норадреналин, g-аминомасляная кислота, и вызывает нервно-мышечную патологию.

Резистентность. Вегетативные формы С.tеtаni не отличаются особой устойчивостью. При кипячении они разрушаются в течение 5 мин. Напротив, споры С.tеtаni обладают исключительно высокой резистентностью к различным физическим и химическим воздействиям. Для их разрушения требуется кипячение в течение 1-3 ч; автоклавирование при 120 С они переносят до 40 мин. В высушенном состоянии споры сохраняют жизнеспособность несколько десятков лет, в почве сохраняются длительное время, а при благоприятных условиях могут в ней прорастать и размножаться. Поэтому почва, особенно загрязненная испражнениями животных и человека, является неиссякаемым резервуаром С.tеtаni и постоянным потенциальным источником заражения людей и животных столбняком.

Особенности эпидемиологии. Больной столбняком человек не контагиозен — передачи возбудителя столбняка от больного не происходит. Основным путем заражения столбняком является проникновение возбудителя через поврежденные кожные покровы и слизистые оболочки. Местом входных ворот служат различные раны: огнестрельные, колотые, резаные, занозы, потертости, ожоги, обморожения, травмированные родовые пути (послеродовый или послеабортный столбняк), операционные раны при инфицировании их руками, инструментами или перевязочным материалом и т. п. иногда травма настолько ничтожна, что входные ворота остаются необнаруженными (криптогенный столбняк). Особенно серьезную глобальную проблему представляет столбняк новорожденных. Он связан с тем, что в целом ряде развивающихся стран при обработке пуповины применяют такие традиционные методы (при родах на дому), как использование золы, земли, глины, навоза, помета птиц, порошков, приготовленных из различных растительных продуктов и других субстратов, которые часто содержат споры С.tеtаni. Попадая через пупочный канатик, они и служат причиной столбняка новорожденных. Летальность при этой форме столбняка составляет в среднем 85% и достигает максимальных значений на 6-8 -й день жизни больного ребенка. По оценке ВОЗ, в 8О-х годах ХХ в. ежегодно в развивающихся странах от столбняка новорожденных умирало более 1 млн детей, а общее число случаев столбняка в них составляло более 2,5 млн.

Патогенез и клиника. Столбняк представляет собой классическую токсическую инфекцию, патогенез и клиника которой обусловлены действием экзотоксина возбудителя. При заражении лабораторных животных чистым токсином развивается такая же болезнь, как и при инфицировании возбудителем. В клинической картине столбняка ведущими симптомами являются: тоническое сокращение поперечно-полосатой мускулатуры и повышенная рефлекторная возбудимость от внешних раздражений. Заболевание у белых мышей и морских свинок развивается по типу восходящего столбняка (tеtаnus аsсеndеns): при подкожном заражении в область задних конечностей у них отмечаются сначала местные явления (нога держится в вытянутом положении, при движении беспомощно волочится, хвост изогнут и ригидный), потом спастические сокращения охватывают мускулатуру одноименной половины туловища, а затем — противоположную, и животное погибает при явлениях общего столбняка.

В противоположность этому у человека и крупных животных последовательность поражения мышечных групп не связана с местом локализации входных ворот, болезнь протекает по типу нисходящего столбняка (tеtаnus dеsсеndеns).

Инкубационный период при столбняке у человека составляет в среднем 6-14 дней, но может варьировать от 1—3 дней до месяца и более, и чем короче инкубационный период, тем тяжелее протекает болезнь.

1. Раньше всего наступает спазм жевательной мускулатуры (тризм) и затылочных мышц.

2. Затем поражаются мышцы лица — у больного появляется вынужденная («сардоническая») улыбка.

3. Далее наступает спазм мускулатуры туловища и конечностей. Вследствие того, что спастическое сокращение разгбательной мускулатуры спины выражено сильнее, чем сгибательных мышц живота, больной лежит, опираясь только на затылок и таз. В связи с повышенной рефлекторной возбудимостью пораженных токсином двигательных центров малейшее раздражение вызывает тетанические (клонические) судороги поперечно-полосатой мускулатуры, в результате чего тело приобретает «столбообразное состояние» с выгибанием позвоночника дугой (опистотонус).

Больной находится в ясном сознании. Смерть наступает от паралича сердца либо от асфиксии вследствие поражения мышц гортани, межреберных мышц и диафрагмы. Повышение температуры бывает не всегда. При столбняке новорожденных первым симптомом является отказ ребенка от груди в связи с сокращснием челюстных мышц, затем у ребенка возникает типичная «поза лягушонка» — он лежит на спине с запрокинутой головой, с согнутыми и подтянутыми к туловищу ногами, на лице — страдальческое выражение. При послеоперационном и послеабортном столбняке нередко наблюдается молниеносное течение заболевания, при котором смерть наступает от паралича дыхательного центра или сердечной недостаточности раньше, чем успевают развиться характерные симптомы болезни. Летальность при этих формах и столбняке новорожденных наиболее высока — до 90%.

Постинфекционный иммунитет стойкий и длительный, опосредуется главным образом, судя по эффективности искусственной иммунизации, антитоксинами, клетками иммунной памяти и повышением фагоцитарной активности.

Лабораторная диагностика. При типичной клинической картине лабораторная диагностика может не требоваться.

Микробиологическая диагностика включает в себя следующие этапы:

1) бактериоскопия исходного материала;

2) посев для выделения возбудителя иего идентификации;

3) обнаружение столбнячного токсина.

Лечение. Для специфического лечения столбняка применяют противостолбнячную антитоксическую сыворотку. Серотерапию необходимо сочетать с антибиотикотерапией (пенициллины, цефалоспорины).

Специфическая профилактика столбняка включает 2 вида мероприятий:

1. Проведение плановой активной иммунизации детей и взрослых против столбняка.

2. Экстренная иммунопрофилактика в связи с травмами.

Активная иммунизация населения. Ее начинают с детей З-х-месячного возраста столбнячным анатоксином, чистым или в комбинации с другими иммунопрепаратами, чаще всего в виде вакцины АКДС (анатоксины столбняка, дифтерии и убитые коклюшные палочки) по соответствующей схеме, а затем через каждые 5-10 лет проводят ревакцинацию.

Экстренная иммунопрофилактика столбняка производится при травмах и, в зависимости от предшествующих прививок анатоксином, осуществляется в виде либо пассивной иммунизации (вводится однократно 3000 МЕ антитоксической сыворотки); либо активно-пассивной иммунизации (вводится столбнячный анатоксин и через ЗОминут другим шприцем и в другой участок тела 3000 МЕ сыворотки или 950 МЕ гомологичного иммуноглобулина).

Ботулизм — тяжелая форма пищевой токсикоинфекции, связанная с употреблением продуктов, зараженных Сlоstridiuт bоtulinuт, и характеризующаяся специфическим поражением центральной нервной системы.

Возбудитель болезни был впервые обнаружен в 1896г. Э. ван Эрменгемом в остатках колбасы (от лат. bоtulus — колбаса), а также в селезенке и толстых кишках людей, погибших от ботулизма.

С.bоtulinuт — довольно крупные полиморфные палочки с закругленными концами, располагаются беспорядочно, иногда парами или в виде коротких цепочек; в старых культурах могут образовывать длинные нити; подвижны, имеют перитрихиальные жгутики. Капсулы не образуют, споры овальные, располагаются субтерминально, придавая палочке форму, напоминающую теннисную ракетку. Споры в культурах появляются через 24-48 ч от начала инкубации. С.bоtulinuт не размножается в продуктах при кислой реакции (рН 3,0-4,0) и при концентрации NаСl выше 10%.

С.bоtulinuт образует 8 типов токсинов: А, В, С1, C 2,D, Е, F, G, различающихся по антигенной специфичности. Соответственно различают 8 типов возбудителя, одним из важных признаков которых является наличие или отсутствие протеолитических свойств. Эти свойства определяются по способности гидролизовать казеин и продуцировать Н₂S.

Резистентность. Споры сохраняются в почве долгое время, а при благоприятных условиях в летнее время могут прорастать и размножаться. Они хорошо переносят низкие температуры (не погибают даже при -190 С). В высушенном состоянии сохраняют жизнеспособность десятилетиями. Устойчивы и к нагреванию (особенно типа А). Встречаются штаммы, споры которых переносят температуру 120 С в течение нескольких часов. Споры С.bоtulinuт устойчивы ко многим бактерицидным веществам: этиловый спирт убивает их через 2 мес; 10%-ая НСl убивает их лишь через 1 ч.

Токсины С.bоtulinuт также весьма устойчивы к действию физических и химических факторов. Они не разрушаются протеолитическими ферментами кишечного тракта. В кислой среде (рН 3,5-6,8) они более устойчивы, чем в нейтральной или щелочной среде. Обладают и определенной термоустойчивостью: при 80 С — через 30 мин; а при 100 С — в течение нескольких минут. Однако, при наличии жиров, высокой концентрации сахарозы устойчивость токсинов к высокой температуре возрастает.

Факторы патогенности. Главным фактором патогенности возбудителя ботулизма являются продуцируемые им экзотоксины.

Помимо выраженной нейротоксической активности, различные типы С.bоtulinuт обладают лейкотоксической, гемолитической и лецитиназной активностью.

Особенности эпидемиологии. Естественной средой обитания С.bоtulinuт является почва. В ряде стран мира (США, Канада и др.) ботулизм существует в виде природных очагов: в местах, где почва, растения и вода содержат много С.bоtulinuт, неоднократно наблюдалась массовая гибель диких водоплавающих птиц и иных животных (ондатры, лягушки и др.), иrрающих важную роль в эпидемиологии ботулизма. Установлено носительство С.bоtulinuт в кишечнике у лошадей, рогатого скота, свиней, кур, грызунов.

В каждой стране источником отравления служат консервы, пользующиеся наибольшим спросом: в Германии, Франции и других европейских странах — мясные консервы, колбаса, ветчина и т. п.; в США — растительные консервы; в России — рыба и рыбные консервы. Ботулизм не контагиозен. Заболевание наступает лишь при употреблении пищи, содержащей возбудителя и его токсины.

Поскольку С.bоtulinuт —строгий анаэроб, наилучшие условия для его размножения и продукции токсина создаются в консервированных продуктах, куда споры могут попасть с частичками почвы. Они могут выдерживатьтермическую обработку консервов, а затем прорастать и продуцировать токсин, чему способствуетдлительное хранение консервов. Заболеваемость ботулизмом невысока, он встречается чаще как спорадическое заболевание. Однако известны и групповые вспышки, например вспышка в 1933 г. в городе Днепропетровске, когда в результате отравления кабачковой икрой заболело 230 человек, 26 из них умерли. Крайне редко заражение происходит при ранениях.

Особенности патогенеза и клиники. Ботулизм протекает как токсикоинфекция. Смертельная доза токсина для человека составляет 1 нг/кr массы тела. Ботулинический токсин быстро всасывается в желудке и кишечнике, проникает в кровь и избирательно действует на клетки продолговатого мозга и спинного мозга. Следует отметить, что, попадая в пищеварительный тракт человека или животного, клостридии ботулизма размножаются, проникают в кровь и оттуда во все органы, продуцируя при этом токсины. Инкубационный период у людей варьирует от двух часов до 10 дней, но чаще всего он составляет 18-24 часа.

Клиническая картина ботулизма обычно складывается из сочетания различных мионеврологических синдромов, из которых раньше всего проявляется

1. офтальмоплегический: у больного нарушается аккомодация, неравномерно расширяются зрачки, появляется косоглазие, двоение в глазах, опущение век, а иногда и слепота. Эти симптомы связаны с поражением глазодвигательных нервов.

2. Затем присоединяется парез мускулатуры языка (афония), глотание затрудняется, мышцы шеи, туловища и кишечника ослабевают (парезы, запоры, метеоризм), наблюдается выделение густой тягучей слизи.Сознание сохраняется.

3. В заключительной стадии болезни основную роль играет расстройство дыхания, смерть наступает от паралича дыхания и сердца. Летальность составляет 35-85%.

Постинфекционный иммунитет. Перенесенное заболевание, очевидно, оставляет типоспецифический антитоксический иммунитет, перекрестный иммунитет не формируется. Продолжительность и напряженность постинфекционноrо иммунитета и роль в нем антимикробных антител и фагоцитов изучены недостаточно.

Лабораторная диагностика проводится с целью обнаружения ботулинического токсина и установления его серотипа.

Использовать следующие 3 способа:

1. Биологическая проба на мышах.

2. Использование РПГА с антительным диагностикумом, т. е. эритроцитами, сенсибилизированными антитоксинами соответствующих типов.

3. Высокочувствительный и специфический метод обнаружения ботулинического токсина основан на его способности подавлять активность фагоцитов. В присутствии соответствующей антитоксической сыворотки лейкотоксическое свойство токсина нейтрализуется.

Лечение. Применение антитоксических сывороток. Промыванием желудка и дачей слабительного добиваются скорейшего удаления токсина и возбудителя из кишечника. Серотерапию дополняют антибиотикотерапией, а также симптоматическим и общеукрепляющим лечением.

Профилактика. В основе профилактики ботулизма лежит строгое соблюдение санитарно-гигиенического режима при обработке продуктов на предприятиях пищевой промышленности, особенно связанных с изготовлением консервов, ветчины, колбас, а также при копчении, солении рыбы и приготовлении из нее балыков. Изготовленные консервы после термической обработки должны подвергаться термостатному контролю (их выдерживают в термостате при 37 С в течение определенного времени): клостридии, сохранившиеся в консервах, вызывают бомбаж (вздутие) банок, а содержимое их издает запах прогорклого масла. Такие консервы подлежат изъятию и тщательному бактериологическому исследованию. Для соления рыбы необходимо использовать крепкие солевые растворы — тузлуки, содержащие 10-12% NаСl.