Возбудители газовой гангрены
Газовая гангрена – раневая инфекция, вызываемая бактериями рода Clostridium, характеризуется быстро наступающим и распространяющимся некрозом преимущественно мышечной ткани, тяжелой интоксикацией и отсутствием выраженных воспалительных явлений.
Возбудители – несколько видов рода Clostridium. Основными представителями являются C.perfringens, C.novii, C.septicum, C.ramosum и др. Первое место по частоте встречаемости и тяжести вызываемого заболевания занимает C.perfringens.
C.perfringens обитает в кишечнике 25-30% здоровых людей. По способности образовывать 4 главных токсина микроорганизмы разделяют на 6 сероваров – A, B, С, D, E и F.
Эпидемиология. Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде, их выделяют из воды, почвы и сточных вод. Наиболее часто в почве и испражнениях обнаруживают серотип А. У человека C.perfringens вызывает 2 типа поражений – газовую гангрену и пищевые токсикоинфекции.
Морфологические и культуральные свойства. Вегетативные клетки – крупные или короткие палочки с обрубленными концами, грам+, жгутиков не имеют, in vivo образуют капсулы (единственный капсулообразующий вид клостридий). Морфология может варьировать под влиянием внешних факторов (антибиотики, ионы металлов, радиация и т.д.). В старых культурах может быть грам–.
Споры крупные, овальные, расположены центрально или субтерминально (тип А). Термоустойчивость спор серотипов В и D невысока (погибают при кипячении в течение 15-30 мин), споры типов А и С более устойчивы и выживают при кипячении в течении 1-6 ч. Спорообразование обычно имеет место в почве и кишечнике.
Тип А C.perfringens – факультативный анаэроб (в сравнении с другими клостридиями) и относительно толерантен к кратковременным кислородным воздействиям. Тип колоний варьирует в зависимости от условий выращивания. На плотных средах образует S- и R-формы колоний, у некоторых штаммов отмечают слизистые М-формы колоний. На кровяно-сахарном агаре Цейсслера колонии окружены зоной гемолиза (действие гемолизина), на желточном агаре – образуется зона перламутрового преципитата (действие лецитиназы). Характерный признак колоний типа А – способность менять серовато-белый цвет на зеленовато-оливковый после кратковременного пребывания в аэробных условиях.
Рост на жидких и полужидких средах с глюкозой происходит очень бурно с образованием газов (Н2 и СО2) через 8-12 ч. На среде Китта-Тароцци рост C.perfringens типа А проявляется через 1-2 ч в виде пузырьков газа из-под кусочков печени. Помутнение среды и активное газообразование можно наблюдать через 4-8 ч культивирования.
Метаболическая активность. C.perfringens расщепляет с образованием кислоты и газа глюкозу, ксилозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, лактозу и др. углеводы, не сбраживает маннит, дульцит, редко салицин и инулин. От прочих клостридий C.perfringens отличает способность восстанавливать нитраты, расщеплять лактозу, образовывать лецитиназу. Протеолитическая активность слабая: разжижает желатин, не разлагает казеин, интенсивно створаживает молоко с образованием губчатого крупноячеистого сгустка уже через 3 часа.
Патогенность. Для человека патогенны C.perfringens типов А, С и D; типы B, С, D и E вызывают аналогичные заболевания у животных.
C.perfringens образует 12 идентифицированных токсинов (ферментов) и энтеротоксин. Мишени для действия основных токсинов – биологические мембраны в различных тканях, которые подвергаются ферментативному расщеплению с нарушением клеточной проницаемости и отеком. Это приводит к снижению окислительно-восстановительного потенциала в клетках, активации эндогенных протеаз, что сопровождается к аутолизу тканей, характерному для газовой гангрены.
α-токсин (лецитиназа С) проявляет дерматонекротизирующее, гемолитическое и летальное действие, опосредованное лецитиназной (фосфолипазной) активностью (разлагает лецитин на фосфорилхолин и глицериды); продуцируют все типы C.perfringens, но наиболее интенсивно тип А.
β-токсин вызывает некроз тканей и оказывает летальное действие на морских свинок. Продуцируют типы В и С.
δ-токсин проявляет гемолитическую активность в отношении эритроцитов баран, оказывает летальное действие на лабораторных животных. Основные продуценты – типы В и С.
θ-токсин оказывает гемолитическое, дерматонекротизирующее и летальное действие. Основной продуцент – тип С, остальные типы образуют его в меньших количествах.
ε- и ι-токсины оказывают летальное и дерматонекротизирующее действие.
κ-токсин (коллагеназа и желатиназа) разрушает ретикулярную ткань мышц и коллагеновые волокна соединительной ткани, оказывает летальное и некротизирующее действие.
λ-токсин (протеиназа) расщепляет денатурированный коллаген и желатин, действует подобно фибринолизину. Проявляет активность экзоэнзима, обуславливающего некротические свойства.
μ-токсин и ν-токсин по своей природе – гиалуронидаза и дезоксирибонуклеаза.
Энтеротоксин образуют C.perfringens типов А и С, вызывающие пищевые токсикоинфекции. Это термолабильный протеин, продуцируемый при споруляции бактерий в толстой кишке, вызывает рвоту и диарею.
Газовая гангрена развивается при попадании C.perfringens на раневые поверхности, где бактерии активно размножаются в условиях пониженного содержания кислорода. Для поражений характерны некроз тканей и образование газа с гнилостным запахом.
Clostridium novyi (C.oedematiens типа А) наряду с C.perfringens основной возбудитель анаэробной раневой инфекции. В годы второй мировой войны инфекции, вызванные C.novyi, составляли 42% случаев гангрены. Микроорганизм широко распространен в природе, может быть выделен из почвы, а также из ЖКТ здоровых животных.
Свойства. Крупные или слегка изогнутые подвижные (перитрихи) грам+ палочки. Обладают выраженным полиморфизмом (цепочки, нити). Облигатный анаэроб. Споры овальные, расположены субтерминально. Споры выдерживают кипячение в течение 1-2 ч. На плотных питательных средах образуют S- и R-формы колоний. На кровяном агаре могут давать зоны гемолиза.
Антигенная структура. Серологическая идентификация основана на выявлении соматических Аг. Известно 4 типа: А, В, С и D.
Биохимические свойства. Бактерии типов А, В, и С ферментируют глюкозу, фруктозу и мальтозу, а тип D – только глюкозу, глицерин разлагают все типы. Протеолитические свойства выражены сравнительно слабо. Разлагают желатин, медленно свертывают молоко. Бактерии типа D образуют индол и H2S.
Патогенность. Наиболее частый возбудитель типа А. Бактерии вырабатывают 8 токсинов, многие из которых тождественны одноименным у C.perfringens.
Прочие возбудители анаэробной раневой инфекции: C.histolyticum, C.septicum, C.sordellii и др. Представляют собой также грам+ подвижные палочки, образуют споры, анаэробы. Экзотоксины специфичны для каждого вида клостридий. Характерная особенность микроорганизмов – способность проявлять патогенное свойство в условиях смешанных раневых инфекций.
Лабораторная диагностика. Основной метод – бактериологический. Исследуемый материал – кусочки пораженных тканей, раневое отделяемое. Выделение чистой культуры проводится в анаэробных условиях (анаэростат), на специальных средах (кровяно-сахарный агар Цейсслера, агар Шёдлера (Schaedler Agar), анаэробный агар и др. в течение 2 суток. Идентификация проводится по характерным культуральным, морфологическим, тинкториальным, биохимическим (сахаролитические и протеолитические) свойствам. Токсин идентифицируют с помощью РН с учетом на животных (мыши, морские свинки).
Лечение хирургическое: удаляют некротические ткани. Вводят антитоксические сыворотки, применяют антибиотики и гипербарическую оксигенацию (в камере с повышенным содержанием кислорода под давлением).
Профилактика. Своевременная и правильная обработка ран, соблюдение асептики и антисептики при оперативном вмешательстве. Для активной специфической иммунизации применяют анатоксин C.perfringens и C.novyi в составе секстанатоксина.