Микробиология газовой гангрены

Общая характеристика возбудителей анаэробных инфекций.

 

Анаэробная инфекция – инфекция, вызванная анаэробными бактериями, характеризующаяся синдромом токсикоза, тяжелым и острым течением.

Всех анаэробов объединяет получение энергии путем субстратного фосфорилирования (брожения). По отношению к кислороду подразделяют на 3 группы:

1. облигатные (строгие, обязательные) анаэробы;

2. умеренно строгие анаэробы (выживают, но не размножаются при кислороде);

3. аэротолерантные (размножаются как при кислороде, так и при его отсутствии).

 

Анаэробные микроорганизмы объединены в 2 группы: грамположительные и грамотрицательные.

Грамположительные:

А. Палочковидные:

а) род Clostridium;

б) род Propionibacterium;

в) род Eubacterium;

г) род Falcivibrio.

Б. Кокковидные:

а) род Peptococcus;

б) род Peptostreptococcus.

В. Ветвящиеся:

а) род Actinomyceta;

б) род Bifidobacterium.

Грамотрицательные:

А. Палочковидные:

а) род Bacteroides;

б) род Fusobacterium;

в) род Porphyromonas;

г) род Prevotella.

Б. Кокковидные:

а) род Veilonella.

Различают спорообразующие и неспорообразующие. Споры образуют только бактерии рода Clostridium.

 

Общие свойства клостридий.

Морфология: крупные палочки с закругленными концами, обычно подвижные (перитрихиальные жгутики), некоторые неподвижные, капсулу, как правило, не образуют. Споры овоидные и круглые, в диаметре превышают поперечник тела клетки, возникает вздутие: если в центре, то напоминает веретено с греческого kloster.

Тинкториальные свойства: грамположительные, по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет, а вегетативные формы – в синий.

Культуральные свойства: растут на питательных средах, богатыми белками, рН 7,2; анаэробы: чаще строгие; оптимальная температура 37⁰ С.

Биохимические свойства: хемоорганотрофы, вызывают масляно-кислое брожение (углеводы пируват масляная кислота + СО₂ +Н₂О, иногда СН₄ ), сахаролитическая и протеолитическая активность зависит от вида, каталазы не образуют, некоторые фиксируют азот.

Для удобства идентификации род разделен на 4 группы по локализации спор и способности разжижать желатин:

А. Споры расположены субтерминально:

а) желатин не гидролизуют – группа I виды 1-11;

б) желатин гидролизуют – группа II виды 12-31.

Б. Споры расположены терминально:

а) желатин не гидролизуют – группа III виды 32-50;

б) желатин гидролизуют – группа IV виды 51-56.

В особую группу выделяют виды 57-61 (V группа) 36 видов выделяют от людей и 24 вида – от животных.

Cl. tetani – группа IV; Cl. botulinum, Cl. perfringens, Cl. novgi, Cl. septicum, Cl. sordellii, Cl. histolyticum, Cl. difficile, Cl. sporogenes – группа II.

Клостридии обитают в почве, иле, в кишечнике человека и животных.

Клостридии вызывают клостридиальные анаэробные инфекции:

- раневую анаэробную инфекцию: Cl. perfringens, Cl. novyi, Cl. histolyticum, Cl. sordellii, Cl. fallax и др;

- столбняк: Cl. tetani;

- ботулизм: Cl. Botulinum;

- Cl. псевдомембранозный энтероколит: Cl. difficile.

 

Микробиология газовой гангрены

(анаэробной раневой инфекции)

Анаэробная раневая инфекция – инфекция, характеризующаяся тяжелой интоксикацией, быстро наступающим и распространяющимся некрозом тканей, их распадом с образованием газов.

Gangraina (греч.) – разъедающая язва.

 

История: 1864 г. – описал болезнь Пирогов; 1877 г. – Пастер и Жубер открыли Cl. septicum; 1892 г. – Уэлс и Нэтал - Cl. perfringens; 1892 г. – Нови - Cl. novyi (синоним Cl. oedematiens, в 1891 г. Р. Кох); 1908 г. – Мечников - Cl. sporogenes; 1916 г. – Вайнберг - Cl. histolyticum; 1922 г. – Сорделли - Cl. sordellii; 1935 г. – Холл - Cl. difficile. Необходимо отметить, что этиология заболевания – полимикробная.

 

Таксономия:

Семейство: Bacillaceae

Род: Clostridium

Виды: Cl. perfringens (от лат. perfringo – разламываться) (60-90 %); Cl. septicum (палочка Гона-Сакса) (20-40 %); Cl. novgi = Cl. oedematiens (10 %); cl. sordellii (7 %); Cl. sporogenes (<1 %); Cl. histolyticum (“расплавляющая ткани”) (1-2 %); Cl. fallax, Cl. bifermentans, Cl. ramosum и т.д.

 

Морфология: крупные палочки, размеры 1-3х2-10 мкм, все кроме Cl. perfringens, имеют жгутики, перитрихиально расположенные; капсулу образует только Cl. perfringens (в организме человека); образуют споры центрально– реже субтерминальнорасположенные.

 

Тинкториальные свойства: грамположительные, по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет, вегетативные формы – в синий; капсулу выявляют по методу Бурри-Гинса.

 

Культуральные свойства:

1. Требовательны к питательным средам: белки, углеводы. В жидких средах – равномерное помутнение, Cl. novyi дает хлопьевидный осадок в виде “свeжевыпaвшего снега”, Cl. perfringens, Cl. septicum, Cl. sporogenes с выделением газа. На кровяном агаре могут быть S, R и M- формы колонии, Cl. perfringens – дискообразные колонии, Cl. novyi, Cl. septicum – бугристые, шероховатые с изрезанными краями; все, кроме Cl. histolyticum, с зоной гемолиза. В столбике агара Cl. perfringens – дискообразные колонии, Cl. novgi, Cl. septicum, Cl. histolyticum – в виде пушинок. На среде Вильсон-Блера – черные или зеленоватые колонии за счет восстановления сульфита натрия с образованием сернистого железа; рН среды 7,2-7,4.

2. Строгие анаэробы, за исключением Cl. perfringens – аэротолерантные или микроаэрофильные.

3. Оптимальная температура роста 37-43⁰ С.

4. Время культивирования от нескольких часов до 24-48 часа.

 

Биохимические свойства: различные (таблица 1), сахаролитическая активность выражена у Cl. perfringens: расщепляет все сахара. кроме маннита; Cl. novgi – лишь глюкозу; Cl. sporogenes еще и маннит, галактозу. Сl. histolyticum, Cl. sordellii углеводы не усваивают; протеолитические свойства выражены у Cl. histolyticum: быстро разжижает желатин, пептонизирует молоко через 24 часа (становиться среда прозрачной), в среде Китта-Тароци через 2-3 часа расплавляет кусочки печени; аналогичные свойства и у Cl. perfringens, активно свертывает молоко: через 3-4-6 часов образует серо-желтый сгусток казеина, который выбрасывается газами под пробку. Сl. novyi, Cl. septicum медленно свертывают молоко, разжижают желатин.

 

Антигены: О – у всех, Н – кроме Cl. perfringens, у которой К-антиген. У Cl. perfringens по антигенной специфичности токсинов выделяют 6 сероваров: А,В,С,D,E,F; Cl. novgi - 3 антигенных варианта: A,B,D, отличающихся не только антигенами, но и биологическими свойствам; Cl. septicum – 6 сероваров: A,B,C,D,E,F. Для идентификации возбудителей серотипирование не используется, только учитывают антигенную специфичность токсинов Cl. perfringens.

 

Факторы патогенности: для всех клостридий свойственно выделение множества экзотоксинов (таблица 2), обладающих ферментативными свойствами: у Cl. perfringens 14 факторов: L, B, Y, d, E , Z (дзета),η (эта), λ ( лямбда), (мю), (ню), обладающих дерматонекротическим, гемолитическим, летальным действием. Мишени для основных токсинов – биологические мембраны в различных тканях, поражение обусловлено ферментативными процессами, катализирующими гидролитическое расщепление и нарушение клеточной проницаемости с последующим отеком и аутолизом тканей, характерным для газовой гангрены.

Необходимо отметить, что серотипы А и С Cl. perfringens выделяют энтеротоксин – термолабильный протеин, образующийся при споруляции бактерий в толстой кишке. Тип А вызывает токсикоинфекции, тип С – некротический энтерит.

 

Ферменты агрессии: многие ученые связывают токсины с ферментативными свойствами коллагеназы, гиалуронидазы, липазы, лецитиназы, протеиназы, ДНК-азы, желатиназы, тропомиозиназы, эластазы.фибринолизина.

 

Резистентность:

а) вегетативные формы чувствительны к кислороду, УФЛ, высоким температурам, дезинфектантам, антибиотикам (В – лактамы, аминогликозиды);

б) споровые формы устойчивы к высоким температурам: Cl. perfringens при 100⁰ С погибает в течение 10-30 минут, Cl. septicum – через несколько минут, Cl. novyi – 1-2 часа, дезинфектантам в рабочих концентрациях.

 

Эпидемиология: Естественной средой обитания является кишечник животных, особенно свиней, реже человека (Cl. perfringens 25-30 %).

Механизм: контактный.

Факторы передачи: почва, особенно обрабатываемая; вода.

Роль в патологии: анаэробная раневая инфекция (газовая гангрена), пищевые отравления (энтеротоксин Сl. perfringens).

Развитию газовой гангрены способствуют факторы:

- массивное загрязнение раны почвой;

- бактериальные ассоциации: клостридии, стафилококки, протеи, псевдомонасы и др.;

- разрушение глубоких мышц (глубина и распространенность повреждения);

- недостаток кислорода в ране (колотые, огнестрельные);

- нарушение кровообращения в ране (наложение жгута);

- одновременное попадание анаэробов и аэробов.

Патогенез: ведущая роль в механизме заболевания принадлежит экзотоксинам.

I фаза – инфекционная: споры прорастают, вегетативные формы продуцируют токсины (бактериальные клетки Cl. perfringens в отличие от столбнячных, ботулинических размножаются в ране), выделяют токсины L- токсины) и ферменты, которые расширяют зону некроза, разрушая мышечную и соединительную ткани; ферментируется мышечный гликоген, выделяется молочная кислота, углекислый газ, водород, появляется симптом крепитации, некроз сосудистой стенки, отек, почернение и деструкция кожи.

II фаза – токсическая: интоксикация, некроз тканей, отек, гемоглобинурия, почечная недостаточность (обусловлено токсинами); бактериемия в последней стадии не имеет существенного значения. Смерть наступает от гипотонии периферических сосудов (сосудистый шок).

Инкубационный период: от нескольких часов до 5 дней, продолжение заболевания 5-6 дней, летальный исход в 60 %.

Клиника: наряду с симптомами интоксикации усиливаются боли в области раны, которая покрывается серым налетом, при разрыве тканей выделяется темная жидкость с неприятным гнилостным запахом.

Иммунитет: выражен естественный из-за наличия в кишечнике здорового человека клостридий; постинфекционный – непрочный, непродолжительный, ведущая роль принадлежит антитоксическому иммунитету, который также ненапряженный.

Микробиологическая диагностика: экспресс-метод – газожидкостная хромотография раневого отделяемого; токсичность культур – в РБН.

Профилактика:

а) неспецифическая: своевременная первичная хирургическая обработка раны с удалением некротизированных тканей, почвы и других инородных тел; антибиотики (В-лактамы, аминогликозиды);

б) специфическая:

- анатоксин в составе секстаанотоксина;

- поливалентный бактериофаг для обкалывания раны;

- поливалентная противогангренозная антитоксическая лошадиная сыворотка;

- поливалентный иммуноглобулин.

Лечение:

а) неспецифическая: антибиотики (В-лактамы, аминогликозиды); сульфаниламиды;

б) специфическая: поливалентная противогангренозная антитоксическая лошадиная сыворотка по методу Безредко (дробно) с предварительно проведенной пробой Урбаха на индивидуальную чувствительность к чужеродному белку с нормальной лошадиной разведенной (1:100) сывороткой внутрикожно в область предплечья.