Новиков Д.К. Медицинская микробиология

одного года. Чувствительны к 3% раствору Н2О2, 0,1% раствору сульфохлоратина, 2% раствору фенола.

Синегнойная палочка – типичный сапроноз, т.е. она накапливается в субстратах внешней среды, где создается резервуар инфекции, обусловловливающий эпидемиологическую опасность.

Встационарах часто циркулируют штаммы синегнойной палочки

сповышенной вирулентностью, множественной лекарственной устойчивостью к антибиотикам и антисептикам, широким спектром антагонистического действия.

Возникновению внутрибольничной инфекции способствуют: неправильное проведение стерилизации, дезинфекции инструментов и аппаратуры, применение инфицированных лекарственных средств (глазные капли, мази), использование неэффективных дезинфицирующих средств (фурациллин, диоксидин), в которых синегнойная палочка может размножаться.

Факторы патогенности. Патогенность синегнойной палочки обусловлена слизью капсулоподобного вещества, защищающего микробы от фагоцитоза.

Экзотоксин А – угнетает синтез белка в клетках, нарушает клеточный метаболизм. По молекулярной структуре и механизму действия имеет сходство с дифтерийным экзотоксином. Это белок, состоящий из двух субъединиц, чувствителен к трипсину.

Цитотоксин – вызывает нарушение проницаемости клеточных мембран, разрушает клетки, способствует развитию нейтропении.

Гемолизины – (их несколько) – вызывают высвобождение ферментов из лейкоцитов, приводят к некротическим изменениям в паренхиматозных органах

Нейраминидаза – разрушает нейраминовую кислоту.

Эластаза – разрушает эластин, влияет на снижение уровня IgG, подавляет хемотаксис нейтрофилов.

Адгезины (фимбрии) обеспечивают прикрепление к различным клетками и тканям.

Взаимодействие с клетками реализуется через рецепторы, включающие Nа-цетилнейраминовые кислоты. Определенную роль в этом механизме играет бактериальная слизь. Прикрепление к субстратам стимулирует дефицит фибронектина. Особенно выражены адгезивные свойства к эпителию дыхательных путей и роговицы глаза. Адгезивные свойства усиливаются при повышении температуры до 37 С и при повышении атмосферного давления. Это одна из причин распространения кожных форм синегнойной инфекции после приема лечебных ванн и синегнойных отитов у людей, подвергавшихся воздействию повышенного атмосферного давления.

171

Токсические свойства микроба связаны с наличием эндотоксина

– ЛПС клеточной стенки; по О-АГ имеется 20 серогрупп.

Несмотря на наличие большого набора факторов вирулентности, синегнойная палочка является оппортунистическим патогеном, т.к. инфекция редко наблюдается у лиц с нормальной резистентностью и неповрежденными кожей и слизистыми оболочками.

Патогенез. Псевдомонады – типичные внеклеточные паразиты, и их размножение прямо обусловлено способностью противостоять действию факторов резистентности.

Слизь и цитотоксины затрудняют их элиминацию фагоцитами и иммунокомпетентными клетками, что выражено у больных с иммунодефицитами.

Бактерии продуцируют комплекс биологически активных продуктов, обеспечивающих их неорганическим фосфором (фосфолипазы), железом (сидерофоры, нарушающие связывание железа трансферрином) и метаболиты, нарушающие гомеостаз тканей и частично стимулирующие воспалительные реакции (протеазы гидролизуют эластин, способствуют внедрению микробов в ткани и секвестрации в артериальной стенке, а также активируют систему комплемента).

К группам риска приобретения госпитальной синегнойной инфекции относятся больные с лейкемией, злокачественными новообразованиями, нейтропенией (любой этиологии), ожоговой травмой, кистозным фиброзом, патологией дыхательных путей, почек, мочевыводящих путей.

При ослаблении иммунитета синегнойная палочка вызывает раневую инфекцию, отиты, менингиты, циститы, некротические пневмонии, остеомиелит, сепсис, абсцесс печени, мозга

При инфицировании раны синегнойной палочкой развивается фибринозно-гнойное воспаление, при котором задерживается процесс регенерации в ране. У детей с ожогами часто развивается токсикосептическая форма.

Лабораторная диагностика

Микроскопический метод имеет ориентировочное значение, обнаружение грамотрицательных неспорообразующих подвижных палочек позволяет правильно подобрать питательные среды.

Бактериологический метод: делают посев материала на селективную для псевдомонад среду ЦПХ-агар (состав среды: агар, цетрамид, фурагин, NaCl для подавления роста других микробов).

Далее учитывают образование сине-зеленого, водорастворимого пигмента пиоцианина, делают мазки из колоний слизистой консистенции и определяют следующие признаки: цитохромоксидазу, которая должна быть положительна, положительный каталазный тест. Т.к. возбудитель – строгий аэроб, то он разлагает глюкозу в аэробных

172

условиях и не разлагает в анаэробных условиях, разжижает желатин, не выделяет индол.

P.aeruginosa растет при 42 С и не растет при 5 С, редуцирует нитрат, имеет фермент аргинингидролазу, синтезирует пиоцианин.

Серодиагностику проводят для определения АТ к различным антигенным компонентам (экзотоксину) и используют РПГА, РСК, ИФА, ВИЭФ. Для быстрого обнаружения экзотоксина используют РПГА с эритроцитарным антительным антитоксическим диагностикумом.

Фаготипирование и пиоцинотипирование проводят по эпидпоказаниям.

Иммунопрофилактика и лечение. Вакцина синегнойная полива-

лентная корпускулярная инактивированная жидкая представляет со-

бой смесь убитых эктерицидом культур 7 штаммов синегнойной палочки, относящихся к наиболее часто встречающимся серогруппам. Препарат предназначен для иммунопрофилактики синегнойной инфекции у больных с обширными травматическими повреждениями мягких тканей и внутренних органов, с обширными послеоперационными ранами, ожогами, острой легочной деструкцией и больным с дефицитом иммунной системы.

Анатоксин синегнойной палочки адсорбированный жидкий при-

меняют для профилактики синегнойной инфекции у больных в возрасте старше 14 лет и для вакцинации доноров с целью получения антитоксической плазмы.

При пищевых токсикоинфекциях и дисбактериозах кишечника используют комплексный интестибактериофаг, в состав которого входит псевдомонадный фаг.

Для лечения тяжело протекающих процессов назначают: антисинегнойную гипериммунную плазму, специфический гамма-глобулин, очищенную концентрированную антисинегнойную сыворотку, поливалентную вакцину и анатоксин.

Антибиотики применяют те, к которым чувствительны выделенные культуры (чаще карбенициллин, амикацин, имипенем).

173

XII. АНАЭРОБНЫЕ ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ И ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ

12.1.Спорообразующие бактерии рода Clostridium

Ксемейству Clostridiaeceae роду Clostridium относятся подвижные палочки, образующие овальные или круглые эндоспоры, которые придают клеткам веретенообразную форму (греч. kloster – веретено). Грамположительны, хемоорганотрофы. Способны вызывать анаэроб-

ный распад углеводов с образованием масляной кислоты и газов (СО2, Н2, иногда СН4). Восстанавливают сульфиты до сульфидов. Большинство видов – строгие анаэробы, но имеются аэротолерантные виды.

Выделяют 5 групп клостридий, которые различаются по расположению спор, способности гидролизовать желатин и особым требованиям для роста.

Различают клостридии-индукторы бродильных процессов (с преобладанием сахаролитических свойств); патогенные виды – возбудители травматических клостридиозов (газовой гангрены, столбняка);

возбудители энтеральных клостридиозов.

12.1.1. Клостридии столбняка

Возбудитель столбняка – Clostridium tetani – был обнаружен в 1883 г. Н. Д. Монастырским и в 1884 г. А. Николайером.

Морфология. Возбудитель – грамположительная прямая крупная палочка с перитрихиальными жгутиками (около 20), подвижная, имеет круглые споры, превышающие диаметр клетки и расположенные у полюса, в связи с чем возбудитель имеет вид барабанной палочки. Строгий анаэроб, хемоорганотроф, вызывает помутнение среды Кит- та-Тароцци, содержание Г+Ц в ДНК 25 моль%, на кровяном агаре образует отростчатые колонии с гемолизом, на сахарном агаре – чечевицеобразные колонии. Клостридии столбняка разлагают желатин в виде елочки, не образуют индол, восстанавливают нитраты в нитриты, не обладают протеолитическими свойствами; растут при 14-45 С.

Антигены. C. tetani имеют О- и Н-антигены, по Н-антигенам дифференцируются на 10 сероваров.

Распространение и резистентность. Клостридии обитают в кишечнике животных и человека. С испражнениями вегетативные клетки попадают в почву, где образуют споры, сохраняющиеся в течение длительного периода. Столбняк развивается при наличии ран, загрязненных землей, содержащей споры клостридий. Особенно опасны рваные и колотые раны, в которых создаются анаэробные условия. У новорожденных столбняк возникает при загрязнении пупочного кана-

174

тика, а у рожениц заражение возможно через слизистую оболочку матки.

Благодаря наличию спор, возбудитель устойчив во внешней среде, в почве сохраняется 10-11 лет, при кипячении погибает в течение 50-60 минут, 1% раствор формалина и 5% раствор фенола уничтожают их через 12 часов.

Факторы патогенности C. tetani образует экзотоксин, состоящий из двух фракций: тетаноспазмина (нейротоксина) и тетанолизина (разрушает эритроциты). Смертельная доза для человека составляет 2 нг/кг массы тела (мишень действия – Zn-метеллопротеаза). Тетаноспазмин – полипептид молекулярной массой 150000 Da, действует дистанционно, так как бактерии редко покидают пределы раны. Токсин фиксируется на поверхности отростков нервных клеток, проникает в них (за счет эндоцитоза) и посредством ретроградного аксонного транспорта (со скоростью 1 см/ч) попадает в ЦНС, где подавляет высвобождение медиаторов (глицина, гамма-аминомасляной кислоты, ацетилхолина, норадреналина). В синапсах токсин связывается с синаптическими белками – синаптобревином и целлюбревином.

Вначале токсин действует на периферические нервы, вызывая местные тонические сокращения мышц. Токсин угнетает тормозное действие вставочных нейронов постсинаптических рефлекторных дуг на мотонейроны, из-за чего возникающие в мотонейронах импульсы беспрерывно поступают к мышцам, вызывая их сокращение.

Тетанолизин – мембранотропный токсин, разрушает эритроциты, препятствует фагоцитозу, обладает кардиотоксическим и летальным действием. Поражает также вегетативную нервную систему и ядра продолговатого мозга, что обусловливает метаболические нарушения, гемодинамические расстройства, приводит к отеку мозга, некрозу в мышцах.

В культурах клостридий токсин появляется на вторые сутки с пиком продукции к 5-7 дню. Разрушается при длительном хранении в термостате под воздействием света и кислорода, протеолитических ферментов.

Характеристика заболевания

Патогенез. Источник возбудителя – человек и животные, так как столбнячная палочка обитает в кишечнике и выделяется с испражнениями.

Возбудитель – паразит, развивающийся на поврежденной, отмирающей ткани, без раневой травмы не наблюдается развитие столбняка. Инфекция возникает при уколах, разрезах, ожогах, после травм, криминальных абортов, родах вне медицинских учреждений (в антисанитарных условиях). В Азии известны обычаи обработки пуповины смесью жира морских птиц, песком, что приводит к столбняку ново-

175

рожденных. Заболеваемость столбняком новорожденных мальчиков нередко обусловлена процедурой обрезания, производимой вне медицинских учреждений.

При загрязнении ран почвой споры возбудителя в анаэробных условиях прорастают, вырабатывают экзотоксин, с которым связаны клинические признаки заболевания. Инкубационный период болезни составляет от 4 до 21 дня.

Клиника. Боль в области раны; затем отмечаются спазмы жевательной, мимической мускулатуры, появление сардонической улыбки, далее развивается выраженное напряжение затылочных мышц и мышц спины. Больные принимают характерное положение (опистотонус): голова запрокинута назад, приподнята поясничная область, пациент опирается на затылок и пятки (так как тоническое сокращение разгибательной мускулатуры спины выражено сильнее, чем сгибательных мышц живота).

Из-за усиленной работы мышц у больного повышается температура, так как выделяется тепловая энергия, но не успевает произойти теплообмен. Тонические судороги возникают на любое раздражение: свет, стук, шорох; отмечается ацидоз, гипоксия тканей. При столбняке новорожденных первым симптомом является отказ ребенка от груди с сокращением мышц челюсти, далее появляется типичная «поза лягушонка» – он лежит на спине с согнутыми и прижатыми к туловищу ногами, на лице сардоническая улыбка.

Смерть наступает от асфиксии. Иммунитет после заболевания не формируется.

К микробиологической диагностике прибегают с целью проверки стерильности перевязочного, шовного материала (кетгута), препаратов для парентерального введения; с целью подтверждения клинического диагноза заболевания; при санитарно-бактериологическом исследовании почвы.

Материал: кусочки тканей, гной, перевязочный материал, выделения из матки, при бактериологическом исследовании трупного материала берут кровь (10 мл), кусочки печени и селезенки (20-30 г).

1.Бактериоскопический метод. Обнаруживают грамположительные палочки с терминальными спорами в виде барабанной палочки.

2.Бактериологический метод – производят посев на среду КиттаТароцци, где появляется помутнение, далее делают мазок, окрашивают по Граму с целью обнаружения Грам(+) палочек с типичными спорами, затем производится пересев на кровяной агар, где образуются зоны гемолиза вокруг отростчатых колоний.

Одновременно фильтрат материала или фильтрат культуры из среды Китта-Тароцци вводят в корень хвоста белых мышей (биопро-

ба).

176

При наличии экзотоксина через 1-2 дня хвост мыши делается ригидным, задние конечности вытягиваются, туловище искривляется и животные погибают, так как у них развивается восходящий столбняк

– местная ригидность мышц хвоста и задних конечностей и генерализованная интоксикация.

Другой группе мышей вводится фильтрат материала в смеси со столбнячной антитоксической сывороткой (животные при этом выживают). Специально для выделения C. tetani П. Филдсом предложен метод посева исследуемого материала в конденсационную воду свежескошенного кровяного агара, после инкубации в термостате в анаэробных условиях при 37 С в течение 18-24 часов появляется ползучий рост в виде пленки (из-за наличия жгутиков). Для получения чистой культуры производят 3-5 таких пересевов.

3. С целью быстрого обнаружения экзотоксина в крови больного ставят РПГА с эритроцитарным антительным диагностикумом.

Экстренная иммунопрофилактика столбняка состоит из пер-

вичной хирургической обработки ран и введения по показаниям столбнячного анатоксина и противостолбнячного человеческого иммуноглобулина.

Введение этих препаратов показано: при травмах с нарушением целостности кожных покровов и слизистых; при обморожениях и ожогах 2, 3, 4 степеней; внебольничных абортах; родах вне больничных учреждений; гангрене или некрозах любого типа; проникающих повреждениях; укусах животных; обширных гематомах, подвергшихся пункции.

Предварительно определяют титры столбнячного антитоксина в РПГА. При титре антитоксина 0,1 МЕ и более препараты не вводят.

При титре антител 0,01-0,1 МЕ вводят только анатоксин, при титре менее 0,01 МЕ вводят анатоксин и иммуноглобулин в количестве

250МЕ.

Слечебной целью вводят большие дозы гетерогенной противостолбнячной сыворотки по Безредко или гомологичный столбнячный гамма-глобулин.

Активную иммунизацию населения начинают с 3-х-месячного возраста введением вакцины АКДС (содержит анатоксин столбняка, дифтерии и убитые коклюшные бактерии), трехкратно с интервалом в

45дней, а затем через каждые 5-10 лет проводят ревакцинацию.

12.1.2. 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.

177

Чаще заболевание вызывают виды C. perfringens, C. novyi (oedematiens), C. hystolyticum, C. septicum; последний обычно ассоци-

ирует 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-

27моль%.

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.

178

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 КиттаТароцци, 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.

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

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

-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.

-Токсин оказывает гемолитическое (кислородчувствительные), дермонекротическое и летальное действие, разрушает эритроциты барана и лошади, основным продуцентом этого типа токсина являются

C.perfringens типа С;

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

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

179

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

-Токсин ответственен за повышение проницаемости тканей. -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.

180