Возбудитель ботулизма

Ботулизм (botulus – колбаса) – тяжелая интоксикация в результате употребления в пищу продуктов, содержащих токсины Clostridium botulinum. Характеризуется преимущественным поражением центральной нервной системы.

Возбудитель ботулизма С. botulinum относится к роду Clostridium сем. Bacillaceae.

Морфология и физиология. Возбудитель ботулизма – палочко-видный микроорганизм длиной 3,4–8,6 мкм и шириной 0,3–1,3 мкм, разные серовары неодинаковы по величине. Более крупная палочка серовара G (1,6–9,4 и 1,3–1,9 мкм). Бактерии имеют перитрихиально расположенные жгутики. Образуют споры, которые в клетке располо­жены субтерминально. Палочка со спорой по виду напоминает теннисную ракетку (рис. 62). Капсул возбудители ботулизма не имеют.

Возбудители ботулизма – строгие анаэробы, их культивируют на казеиновь'1х или мясных питательных средах, в жидкие мясные среды рекомендуется добавлять мясной или печеночный фарш, в казеино­вые– отварное пшено или вату. На кровяном, печеночном или сахарном агаре клостридии ботулизма вырастают в виде небольших прозрачных колоний с ровными или изрезанными краями. На кровяном агаре вокруг колоний образуется зона гемолиза. Оптимальная температура роста 30–40°С для сероваров А, В, С, D, F; 25– 37 °С – для серовара Е и непротеолитических штаммов сероваров В и F, 30– 37 °С – для серовара О, рН 7,2–7,4.

Возбудители ферментируют глюкозу, фруктозу и некоторые другие углеводы, но сахаролитические свойства непостоянны и не являются основой для определения вида С. botulinuro. Все протеолитические штаммы гидролизуют казеин и образуют сероводород.

Антигены. Для идентификации возбудителей ботулизма имеет значение только изучение антигенной специфичности образуемых ими токсинов, которое проводится в реакциях нейтрализации с диагностическими антитоксическими сыворотками. Как уже отмечалось, на основании антигенной специфичности токсинов возбудители ботулизма разделяются на серовары. Изучение антигенной структуры бактериальных клеток в связи с особенностью патогенеза ботулизма при идентификации возбудителя не проводится.

Токсинообразование и патогенность. Возбудитель ботулизма образует два типа токсинов. Основным типом токсина, определяющим клиническую картину интоксикации при ботулизме, является нейро-токсин, который продуцируют все серовары С. botulinum. Нейротоксин образуется при благоприятных условиях роста бактерий, т. е. в анаэробных условиях: на питательных средах, в различных консервированных пищевых продуктах. Нейрогоксин является белком, получен в кристаллической форме. Нейротоксины обладают способностью гемагглютинировать эритроциты человека, кролика и некоторых других животных и птиц. Оказалось, что кристаллические препараты токсина не гомогенны, а являются ассоциацией двух компонентов: нейротоксина и гемагглютинина. Некоторые штаммы С. botulinum секретируют в культуральную среду гемолизин, обладающий способностью в опытах in vitro лизировать эритроциты барана.

Наиболее частой причиной заболевания ботулизмом человека являются токсины сероваров А, В и Е. Заболевания, вызванные токсинами сероваров С, dhf встречаются очень редко. Ботулизма, вызванного в естественных условиях токсином серовара G, пока не описано.

Экология и резистентность. Естественной средой обитания клостридий является организм многих животных, в основном травоядных, а также рыб, ракообразных, моллюсков, в кишечнике которых они размножаются и выделяются с фекалиями в окружающую среду. Споры С. botulinum в значительном количестве встречаются в почве, воде, иле.

Патогенез. Основной патогенетический фактор при ботулизме - нейротоксин, попадающий в организм с продуктами.

Из желудочно-кишечного тракта токсин проникает в кровь поражает нервную систему, действуя в основном на мотонейроны спинальных моторных центров и продолговатого мозга, а также вызывает нарушение передачи возбуждения с нерва на мышцу. Токсин вызывает также поражение сосудов. Инкубационный период при ботулизме продолжается 12–24 ч, иногда меньше или удлиняется до 10 сут. У больных отмечаются общая интоксикация, изменения со стороны органов зрения (расстройство аккомодации, двоение в глазах, в тяжелых случаях паралич черепных нервов, иннервирующих мышцы глаза), расстройство глотания и дыхательной функции.

Иммунитет. После перенесенного заболевания иммунитет не создается. Описаны случаи повторного ботулизма.

Лабораторная диагностика. Цель лабораторной диагностики при ботулизме – обнаружение ботулинического токсина или возбудителя ботулизма в материалах, взятых от больного (рвотные массы, кровь, промывные воды желудка и др.), в пищевых продуктах, явившихся причиной отравления, в случае необходимости в трупном материале. При обнаружении токсина обязательно определяют его тип и соответственно серовар возбудителя.

Для обнаружения токсина фильтрат или экстракт исследуемого материала внутрибрюшинно или внутривенно вводят белым мышам в смеси с поливалентной диагностической антитоксической сывороткой. Другой группе животных вводят исследуемый материал без сыворотки (контроль). Если животные контрольной группы погибают, ставят развернутую реакцию нейтрализации для определения типа токсина.

Для обнаружения возбудителя материал засевают на жидкие питательные среды в несколько флаконов, часть флаконов после посева прогревают для уничтожения посторонней микрофлоры. Через 48 ч выросшую культуру микроскопируют, а культуральную жидкость исследуют в реакции нейтрализации.

Профилактика и лечение. Профилактика ботулизма в основном связана с предупреждением возможности загрязнения пищевых продуктов возбудителями ботулизма, что достигается соблюдением правильной технологии обработки продуктов.

В качестве специфического лечения используют противоботулинические сыворотки. До установления типа токсина, который явился причиной заболевания, в ранние сроки болезни вводят поливалентную противоботулиническую сыворотку против токсинов серова-dob а. В. С и Е: по 10 000 ME сыворотки сероваров А, С и Е и 5000 МБ сыворотки сероваря В. Возможны повторные ввмения сыворотки, дозы определяют на основании клинического эффекта.

Возбудители анаэробной инфешдш

Анаэробные инфекции (газовая гангрена) злокачественный отек) являются раневыми инфекциями, характеризующимися тяжелой общей интоксикацией, быстро наступающим и распространяющимся некрозом тканей, их распадом, часто с образованием газов. Анаэробные инфекции вызываются несколькими возбудителями, являющимися представителями рода Clostridium сем. Bacillaceae: Cl. perfringens, С. novyi, С. septiclim, С. histolyticum, С. sordelii, С. fallax.

Clostridium perfringens

Вид С. perfringens разделяется на б сероваров: A,B,C,D, Е и Р, которые различаются между собой по антигенным свойствам и спе­цифичности образуемых ими токсинов. Значение сероваров С. perfringens в патологии человека и животного неодинаково.

Морфология и физиология. С. perfringens представляет собой крупные палочковидные бактерии длиной 3– 9 мкм и шириной 0,9–1,3 мкм. Жгутиков не имеют, в мазках из пораженной ткани палочки имеют капсулу. Способность к образованию капсулы утрачивается при длительном хранении культуры. Споры имеют овальную форму, локализованы в клетке центрально и субтерминально, превышают в ширину размер клетки. С. perfringens грамположитсльны, в старых культурах могут быть грамотрицательны, хорошо красятся метиленовым синим и основными красителями.

С. perfringens анаэроб, но не очень чувствителен к кислороду и может расти в присутствии небольшого его количества. Все серовары С. perfringens сбраживают глюкозу, лактозу, мальтозу, маннозу и некоторые другие углеводы с образованием кислых и газообразных продуктов. Хорошо растут на . мясных и казеиновых питательных средах. На плотных питательных средах образуют гладкие (S), шероховатые (R) и слизистые (М) колонии. Гладкие формы колоний вначале очень нежные, прозрачные, впоследствии сероватого или белого цвета. М-колонии слизистой консистенции, с ровными краями, палочки М-колоний имеют капсулу. Рост возбудители возможен при температуре 20-50°С, оптимальная температура роста 37–45°С, рН7,4.

Антигены. Деление С. perfringens на 6 сероваров основано на различии антигенных свойств летальных и некротических токсинов.

Токсинообразование и патогенность. В то же время способность вырабатывать различающиеся по механизму действия и антигенным свойствам токсины является основой деления С. perfringens на серовары. С. perfringens вырабатывает несколько типов летальных и некротических токсинов, некоторые из них образуются клеткой в виде протоксинов, превращающихся в токсины при действии протеаз. а-Гемолизин Это основной токсический компонент, выявляемый у всех вирулентных сероваров С. perfringens. а-Токсин является белком, активно секретируемым клеткой в экспоненциальный период роста культуры. При парентеральном введении экспериментальным животным вызывает некротические изменения в тканях. В опытах in vitro лизирует эритроциты человека, кролика, барана и лошади, способен расщеплять сфингомиелин и фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозит, лецитин. Таким образом, основным поражающим действием «-токсина является его способность гидролизовать фосфолипиды, входящие в состав мембран клеток. Гибель животных при парентеральном введении токсина наступает в результате разрушения эритроцитов в сосудистом русле, распада тучных клеток, а также вследствие изменений мелких сосудов и возникающих геморрагий в органах.

Лейкоцидин, образуемый С. perfringens, ослабляег фагоцитарную активность лейкоцитов человека, а его высокие дозы вызывают структурные изменения мембран лейкоцитов. Лейкоцидин еще не получен в чистом виде. Другие свойства этого токсина неизвестны.

Кроме токсинов, С. perfringens образует ряд ферментов, имеющих определенное значение в патогенезе инфекции. К ним относятся коллагеназа, так называемый v-токсин, желатиназа (l-токсин), гиалуронидаза (m-токсин) и дезоксирибонуклеаза (v-токсин). Коллагеназа, действующая на проколлаген и желатин, является летальным и некротическим фактором.

Все 6 сероваров С. perfringens способны вызывать анаэробную инфекцию у человека и животных в том случае, если они образуют а-гемолизин. Более часто возбудителями анаэробной инфекции являются микроорганизмы сероваров А и F, реже они способны вызывать некротический энтерит. Клостридии серовара В являются возбудителями дизентерии у животных, сероваров D и Е– энтеротоксемии человека и животных, серовара С – геморрагической энтеротоксемии овец и других животных.

Clostridium novуi

Вид С. novyi состоит из трех биоваров: А, В и С. Биовары различаются по ряду биологических свойств и по образуемым ими токсинам. В патологии человека имеют значение только микроорганизмы биоваров А и В.

Морфология и физиология. Все биовары С. novyi морфологически представляют собой крупные прямые или слегка изогнутые палочки длиной 10–22,5 мкм и шириной 0,8–2,5 мкм; наиболее крупные палочки у биоваров В и С.Обладают перитрихиально расположенными жгутиками капсулы не образуют. Грамположительны, при старении культуры клетки могут быть грамотрицательными. У бактерий через несколько дней роста образуются споры. Споры овальной формы, располагаются субтерминально, размеры их несколько больше ширины тела клетки. С. novyi является строгим анаэробом, все биовары очень чувствительны к кислороду. Культивируют бактерии в анаэростатах в условиях полного удаления кислорода, на питательных средах, содержащих гидролизат казеина, или мясо-пептонных средах с добавлением углеводов; используют и другие среды. На питательном агаре через 48 ч образуются круглые полупрозрачные, сочные, иногда со слегка зернистой поверхностью и неровным краем колонии. На жилгок питателиашс фмах вначалГе иаблюдается диффузное помутнение среды, затем бактерии оседают, образуя рыхлый осадок. В столбике глюкозного aгарa образуются колонии, напоминающие комочки ваты, снежные хлопья. На агаре с добавлением эритроцитов лошади бактерии биоваров А и В образуют зону гемолиза. Оптимальная температура роста 37–45°С, рН 7,8–8,0.

Ферментативно бактерии С. novyi менее активны, чем бактерии С. perfringens. Они сбраживают только Несколько углеводов (глюкозу, мальтозу и др.) с образованием ряда кислот, спиртов и газа, разжижают желатин, не образуют сероводорода и уреазы.

Антигены. Бактериальные, клетки биоваров С. novyi обладают О- и Н-антигенами. О-антиген общий для всех биоваров, на основании различия Н-антигенов выявлено наличие нескольких серогрупп.

Токсинообразование и патогенность. В патологии человека из биоваров С. novyi имеют значение только бактерии биоваров А и В в связи с их способностью образовывать токсины и некоторые ферменты.

С. novyi – возбудители анаэробной инфекции человека, образуют несколько типов токсинов. Бактерии биовара А образуют а-, g -, d-и e -токсин, бактерии биовара В– а-, b-,V,-и h-токсины).

Резистентность. Бактериальные клетки очень чувствительны к кислороду и быстро погибают в аэробных условиях. Споры С. novyi довольно устойчивы к различным факторам внешней среды, они переносят кипячение в течение 1–2 ч.

Clostridium septicum

Морфология и физиология. Бактерии С. septicum – .полиморфные палочки длиной 3,1–14,1 мкм и шириной 1,1–1,6 мхм; в культурах встрсчаются и. длинные нитевидные клетки, имеют перитрихиально расположенные жгутики, образуют овальной формы споры, расположенные в клетке субтерминально.

Строгий анаэроб, хорошо растет на пептоиных средах с добавлением сбраживаемого бактериями углевода. На плотных питательных средах образует блестящие полупрозрачные колонии с неровным краем. В столбике 2% агара образуют колонии, по форме напоминающие чечевицу. На кровяном агаре отмечается небольшая зона гемолиза.

Обладает сахаролитической активностью, ферментирует глюкозу, лактозу, мальтозу, маннозу и некоторые другие углеводы с образованием кислот, газа и небольшого количества спиртов. Бактерии С. septicum разжижают желатин, не гидролизуют казеина, не переваривают коагулированную сыворотку и яичный белок, не образуют индола.

Антигены. С. septicum содержит О- и Н-антигены, изучены они мало. На основании различит Н-антигенов выявлено шесть серологических вариантов.

Токсинообразование и патогенность. С. septicum при выращивании на пептонном бульоне с глюкозой при рН 7,6–7,8 образуют токсины, к которым относят также и некоторые ферменты. Бактерии образуют а-токсин, являющийся основным летальным, некротическим и гемолити-ческим фактором микроорганизма. Среди токсинов обнаруживается разрушающийся под влиянием кислорода d-гемолизин. В антигенном отношении этот гемолизин сходен с О-стрептолизином и О-токсином С. perfnngens. Кроме этих токсинов, С. septicum образует дезоксирибонуклеазу (р-токсин), гиалуронидазу (у-токсин), фибриноли-зин и коллагеназу.

Clostridium histolyticum

Морфологически предсталявт собой небольшие палочки длиной 1,6-3,1 мкм и шириной 0,6–1 мкм. Палочки имеют жгутики, перитрихи. Образуют овальной формы споры, расположенные в клетке субтерминально. Факультативные анаэробы. На кровяном агаре при культивировании в анаэробных условиях через 24-48 ч образуются небольшие полу-сферические прозрачные, блестящие, с ровным краем колонии, вокруг колонии наблюдается небольшая зона гемолиза. С. histolyticum не ферментирует углеводов, но обладает ярко выраженными протео-литическими свойствами, разжижает желатин, гидролизует казеин. Кусочки мяса, поме-ютные в жидкую питательную среду, в которой выращиваются бахтерии, подвергаются быстрому лизису, при этом в большом холичест– образуется сероводород.

При культивировании в-жидкой питательной среде С. hiitolyticiun образует токсины М протсолитические ферменты. Основным является а токсин, оказывающий летальное и некротическое действие, он достаточно устойчив к нагреванию.

Вторым токсином, образуемым бактериями С. histolyticum, является гемолизин (е-токсин), или гистолитиколизин. Из протеолитических ферментов С. histolyticum образует коллатеназу, разрушающую нативный и денатурированный коллаген и желатин, и две протеиназы, разрушающие желатин, казеин и эластин.

Clostridium sordelli

Бактерии вида С. sordellii - грамположительные прямые палочки длиной 3,1–4,5 мкм и шириной 1,1–1,6, имеют перитрихиально расположенные жгутики. При росте на обычных питательных средах образуют овальной формы споры, которые в клетке могут располагаться центрально или субтерминально.

Анаэробы, но могут развиваться и в аэробных условиях. На плотных питательных средах образуют слабовыпуклые серовато-белые колонии с неровными краями. На агаре с добавлением эритроцитов лошади вокруг колоний наблюдается небольшая зона гемо-лиза. Хорошо растут в мясном бульоне, часто образуя слизь.

Ферментируют некоторое количество углеводов: глюкозы, мальтозы и др. Обладают протеолитической активностью, разжижают желатин и свернутую сыворотку, гидроли-зуют казеин, образуют индол.

Вирулентные штаммы С. sordellii образуют токсины и протеолитические фермеры также гиалуронидазу и фибринолизин.

Экология. Естественной средой обитания спорообразующих анаэробных бактерий, в том числе и возбудителей анаэробной инфекции, является кишечник животных, особенно травоядных и свиней. .Некоторые анаэробы выделяются и из кишечника человека. С фекалиями клостридии попадают в почву, где их споры могут длительное время сохраняться. Патогенные клостридии могут быть обнаружены на коже и одежде человека. Количество клостридии, обнаруженных на коже человека, зависит от санитарно-гигиенических условий, в которых живет и работает человек.

В организм человека патогенные клостридии попадают либо при ранении, либо с пищей, в последнем случае может возникнуть токсикоинфекция.

Патогенез. В развитии болезни играет роль ряд факторов и в первую очередь характер раны, иммунобиологическое состояние организма и интенсивность микробного загрязнения. В патогенезе анаэробной инфекции большую роль играет вторичная инфекция, возбудителями которой являются как анаэробные непатогенные клостридии, так и факультативные анаэробы и аэробы. Образуемые клостридиями токсины и ферменты приводят к морфологическим изменениям соединительной ткани и мышечных волокон, а также к тяжелой общей интоксикации организма. При анаэробной инфекции наблюдаются воспалительные и дегенеративно-некротические изменения внутренних органов, иногда развивается анаэробный сепсис.

Обычно различают две основные клинические формы анаэробной инфекции – эмфизематозную (газовая гангрена) и отечную (злокачественный отек). Эмфизематозная форма анаэробной инфекции характеризуется обильным газообразованием вокруг раны. При этой форме чаще обнаруживается С. periringens. При отечной форме отек преобладает над эмфиземой. В этом случае чаще обнаруживается С. novyi.

Иммунитет. Имеются наблюдения, указывающие, что перенесенная инфекция не создает прочного иммунитета. При активной иммунизации анатоксинами или при введении антитоксической сыворотки создается невосприимчивость к анаэробной инфекции.

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования являются кусочки измененной ткани, полученные во время первичной операции, экссудат и кровь. Лабораторная диагностика состоит из нескольких этапов: проходят бактериоскопическое и бактериологическое исследования, ставят биологическую пробу на лабораторных животных с целью вызвать у них анаэробную инфекцию либо определить наличие токсина в исследуемом материале. Полученную чистую культуру идентифицируют по биологическим свойствам. Для определения вида возбудителя обязательным является изучение образуемого ими токсина в реакции нейтрализации с диагностическими антитоксическими сыворотками.

Профилактика и лечение. Эффективным средством в профилактике анаэробной инфекции является полноценная и своевременная хирургичеекая первичная обработка раны. Специфическая профилактика осушествлястся введением антитоксической сыворотки. Профилактическая доза составляет 30 000 ME (по 10 000 ME сывороток против С. perfringens, С. novyi и C.septicum). Сыворотку вводят внутримышечно в возможно более короткие сроки после ранения.

В качестве специфического метода лечения применяется антитоксическая сыворотка в дозе 150 000 ME (по 50 000 ME тех же сывороток, что и при профилактике). После идентификации возбудителя вводят сыворотку против данного вида. При лечении используют также антибиотики (пенициллин, канамицин и др.) к сульфаниламидные препараты.