МДФд_25

МДФд. Занятие № 25	- 11 -

МДФд. Занятие № 25	- 12 -

МДФд. Занятие № 25	- 13 -

МДФд. Занятие № 25	- 14 -

МДФд. Занятие № 25	- 15 -

МДФд. Занятие № 25	- 16 -

МДФд. Занятие № 25		- 17 -

МДФд-25В. Теоретический материал

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГРУППА АНАЭРОБНЫХ БАКТЕРИЙ

Анаэробиоз (от aer – воздух иbios – жизнь), т.е. способность к жизни в бескислородной среде, был открыт Пастером в 1861 году, когда он доказал, что бактерия Closridiumbutiricum растѐт именно в такой среде. Если при аэробном дыхании акцептором водорода в окислительновосстановительных реакциях является молекулярный кислород, то у анаэробов в этой роли высту-

МДФд. Занятие № 25

- 18 -

пает или нитрат (так называемое, «нитратное дыхание»), сульфат («сульфатное дыхание») или фумарат («фумаратное дыхание»), причѐм первое – нитратное дыхание – возможно и у факультативных анаэробов. В том случае, если и донорами и акцепторами водорода выступают органические соединения, такое процесс называется брожением. При брожении ферментативному расщеплению в анаэробных условиях подвергаются преимущественно углеводы, в виде конечных продуктов процесса образуются спирт и органические кислоты – масляная, уксусная, молочная и некоторые другие.

В процессе метаболизма в кислородной среде в ходе окислительно-восстановительных реакций образуетс, перекисный радикал (О·), являющийся очень сильным окислителем. Перекисный радикал ферментом супероксиддисмутазой переводится в менее активное соединение – перекись водорода, которая, наряду с другими токсическими продуктами кислорода, разлагаетсятакими ферментами как каталаза и пероксидазадо воды и молекулярного кислорода. Микроорганизмы, не обладающие супероксиддисмутазой, называются строгими анаэробами – они погибают даже при кратковременном контакте с кислородом воздуха. Микроорганизмы, обладающие супероксиддисмутазой, но лишѐнные каталазы и пероксидазы, называются аэротолерантными анаэробами, они выносят кратковременный контакт с кислородом воздуха, но не могут расти в кислородной среде

– при более длительном контакте с кислородом воздуха такие бактерии погибают.

Анаэробы представлены как грамположительными, так и грамотрицательными бактериями. К грамположительным анаэробным бактериям относятся кокки родов Peptococcusи Peptostreptococcus, палочки, формирующие споры – Clostridium, а также неспорообразующие палочки – Propionibacterium иEubacterium. К грамотрицательным анаэробным бактериям относятся кокки рода Veilonella и неспорообразующие палочки родовBacteroides,Porphyromonas,Prevotella,Fusobacterium.

Анаэробы у человека могут поражать мозг, зубную ткань, ротовую полость, лѐгкие (при аспирации заразного начала), эндокард (в результате бактериемии), кожу и мягкие ткани, органы брюшной полости, органы малого таза. Анаэробы могут служить этиологическим фактором абсцесса мозга, хронического отита, мастоидита и синусита, поражений зубной ткани, септического тромбофлебита, селлюлита, раневой инфекции, пневмонии, абсцесса лѐгкого, эмпиемы, субдиафрагмального абсцесса, перитонита, абсцесса брюшной полости, аппендицита, дивертикулярного абсцесса, изъязвления пролежней и язвы стопы, воспалительных заболеваний органов малого таза и эндометрита. Часто анаэробы вызывают смешанные (микст-) инфекции.

КЛОСТРИДИИ

Клостридии – это палочки, имеющие спору, превышающую диаметр бактериальной клетки. Эта морфологическая особенность позволяет идентифицировать клостридии (в случае наличия спорообразования) до рода по результатам микроскопии мазка. Клостридии вызывют маслянокислое брожение, патогенные для человека виды гидролизируют желатин. Все клостридии вырабатывают белковые токсины.

В общей микробиологии клостридии классифицируются на возбудителей бродильных процессов (такие клостридии, у которых преобладает сахаролитическая активность) и на возбудителей процессов гниения (такие клостридии, у которых превалируют протеолитические свойства). Поскольку патогенные для человека клостридии встречаются среди обеих этих групп, в медицинской микробиологии клостридии классифицируются на возбудителей травматических клостридиозов и на возбудителей энтеральных клостридиозов. К первым относятся возбудители газовой ган-

грены (C. perfringens типа А, C. novyi, ранее называвшаяся C. oedematiens, C. histolyticum, C. septicum, C. sporogenes, C. sordellii и др.) и столбняка (C. tetani), а ко вторым – та же C. perfringens ти-

пов А, С, D, но уже в роли возбудителя пищевой токсикоинфекции, возбудитель псевдомембранозного язвенного колита и антибиотико-ассоциированной диареи (C. difficile), возбудитель боту-

лизма (C. botulinum).

Клостридии обитают в кишечнике человека и животных, в почве (в неѐ они попадают с испражнениями, однако для многих клостридий именно почва является естественной средой обитания), на дне водоѐмов.

Спорообразование клостридий происходит во внешней среде, а также – в толстом кишечнике. Споры у клостридий бывают круглые или овальные, в бактериальной клетке споры могут находиться центрально, терминально (т.е. на конце палочки), субтерминально (т.е. ближе к одному из концов палочки).

Устойчивость во внешней среде вегетативных форм клостридий не отличается от большинства других, неспорообразующих, бактерий, а вот устойчивость спор клостридий – может быть очень высока (у некоторых видов они выдерживают кипячение и сохраняются во внешней среде десятки и даже сотни лет).

Основными факторами вирулентности клостридии являются их белковые токсины (клостридиозы относятся к токсикоинфекциям). При этом белковые токсины клостридий могут обладать

МДФд. Занятие № 25

- 19 -

также ферментативной активностью и действовать не только как бактериальные яды, но и как ферменты вирулентности (так называемые фермент-токсины).

ВОЗБУДИТЕЛИ АНАЭРОБНОЙ РАНЕВОЙ ИНФЕКЦИИ И АНАЭРОБНАЯ РАНЕВАЯ ИНФЕКЦИЯ (ГАЗОВАЯ ГАНГРЕНА)

Основными возбудителями этой инфекции являются C. perfringens, C. novyi (C. oedematiens),C. septicum,C. histolyticum. При этом первые два вида могут вызвать болезнь и в монокультуре, остальные – лишь в ассоциации с C. perfringens или с C. novyi. Эти бактерии представляют собой довольно крупные палочки, все они, кроме C. perfringens, подвижны (перитрихи), спора расположена субтерминально.

C. perfringens – единственный вид клостридий, который образует капсулу и, соответственно, единственный – неподвижный.C. novyi – самые крупные из них, прямые или слегка изогнутые палочки.C. septicum – полиморфные палочки, которые могут образовывать нити.C. histolyticum – относительно предыдущих трѐх – обладают наименьшим размером.

C. perfringensиC. histolyticum – аэротолерантные анаэробы, C. novyi и C. septicum – строгие анаэробы. Ферментативная активность у возбудителей газовой гангрены различна и используется для дифференциации видов, наибольшей биохимической активностью и выраженным газообразованием обладает C. perfringens.

Наибольшим набором факторов вирулентности обладает C. perfringens. У этого вида они классифицируются на главные (альфа-токсин, бета-токсин, эпсилон-токсин, йота-токсин, энтеротоксин) и минорные (дельта-токсин, тета-токсин, каппа-токсин, лямбда-токсин, мю-токсин, нютоксин, нейраминидаза). Следует заметить, что токсины у возбудителей газовой гангрены маркируются буквами греческого алфавита.

Альфа-токсин (лецитиназа С) оказывает дермонекротическое действие (как результат вызываемого им гидролиза мембранных фосфолипидов), является гемолизином, оказывает летальное действие (т.е. вызывает гибель лабораторного животного при внутривенном введении), увеличивает сосудистую проницаемость). Основным продуцентом альфа-токсина является C. perfringens типа А.

Бета-токсин продуцируется C. perfringens типа С. Этот токсин вызывает некроз тканей (и как следствие – развитие некротического энтерита), а также вызывает артериальную гипертензию в результате образования катехоламинов.

Эпсилон-токсин усиливает сосудистую проницаемость ЖКТ.

Йота-токсин обладает некротизирующей активностью и усиливает проницаемость сосудистой стенки.

Энтеротоксин продуцируется C. perfringens типов А и С при споруляции в кишечнике. Он вызывает диарею вследствие дилатации и повышения проницаемости капилляров слизистой тонкого кишечника, а также вызывает рвоту и оказывает летальное действие.

Дельта-токсин является гемолизином.

Тета-токсин продуцируется C. perfringens типа С. Он также является гемолизином, кроме того – оказывает дермонекротическое действие и летальное действие.

Каппа-токсин, являющийся одновременно ферментом коллагеназой и желатиназой, продуцируется C. perfringens типов А и С. Этот токсин разрушает ретикулярную ткань мышц и коллагеновые волокна соединительной ткани, оказывает летальное действие и некротизирующее действие.

Лямбда-токсин является протеазой.

Мю-токсин является гиалуронидазой, он повышает проницаемость тканей.

Ню-токсин является ДНК-азой, она нарушает синтез белка (чем и объясняется его некротизирующая активность), кроме того, ню-токсин обладает гемолитической активностью.

Нейраминаза повреждает ганглиозиды клеточных рецепторов, способствует образованию тромбов в капиллярах.

C. novyi продуцирует 8 токсинов (от альфадо тета-) и гиалуронидазу.C. septicumпродуцирует 4 токсина (от альфадо дельта-), а C. histolyticum– 5 токсинов (от альфадо эписилон).

Клостридии – возбудители газовой гангрены размножаются в ране, выделяя белковые токсины, которые обуславливают развитие некроза и распада ткани (без воспалительной реакции) в сочетании или с бурным газообразованием в глубине поражѐнной ткани (C. perfringens) или с выраженным отѐком (C. novyi), а также – развитие интоксикации. Течение болезни усугубляет сопутствующая, в том числе – гноеродная, микрофлора (стафилококки, протеи, кишечная палочка, бактероиды и др.), жизнедеятельность которой приводит к обеднению ткани кислородом, а следовательно – к созданию более благоприятных условий для размножения клостридий.

При микробиологической диагностике газовой гангрены патологический материал (ткань

МДФд. Занятие № 25

- 20 -

раны или еѐ экссудат) микроскопируют (в положительном случае в мазке отмечается наличие грамположительных палочек в сочетании с отсутствием лейкоцитов) и используют для выделения чистой культуры, выявления токсина, обнаружения специфического антигена. Чистую культуру выделяют на средах Цейсслера, Вильсона-Блера, сахарном МПА, идентифицируют по биолоигическим свойствам и определяют вид (в зависимости от вида возбудителя) продуцируемого ею белкового токсина в реакции нейтрализации на лабораторных животных (как правило, на белых мышах). С помощью этой же реакции проводят выявление и идентификацию токсина в патологическом материале без выделения чистой культуры. Специфический антиген (бактериальные клетки) в патологическом материале выявляют с помощью РИФ. Токсин можно выявить и в крови пациента.

Для иммунопрофилактики газовой гангрены используют анатоксины: перфрингенс и эдема-

тиенс.

Для серотерапии газовой гангрены используют лечебно-профилактические сыворотки: антиперфрингенс, антиэдематиенс, антисептикум.

ВОЗБУДИТЕЛЬ СТОЛБНЯКА И СТОЛБНЯК

Столбнячные палочки из-за круглой, терминально расположенной споры имеют вид барабанной палочки. Будучи, как и подавляющее большинство остальных клостридий, перитрихами, они отличаются очень большой подвижностью. Строгие анаэробы. На питательных средах растут в течение 2-4 дней, образуя на плотных средах, как и остальные клостридии, R-формы колоний. Из-за высокой подвижности C. tetani эти колонии часто имеют отростки, делающие их похожими на паучков. На кровяном агаре колонии столбнячной палочки, как правило, окружены зоной гемолиза. Культура издаѐт неприятный запах выгребной ямы. Биохимически инертны.

Споры столбнячной палочки отличает высокая устойчивость к факторам внешней среды – они выживают до 10 часов в 1% растворе сулемы и 5% растворе фенола, а также выдерживают кипячение до 1 часа.

Столбнячный токсин представляет собой белок, состоящий из двух фракций: освобождающийся при аутолизе бактерий тетаноспазмин, который вызывает поражение нервной ткани, и продуцируемый бактериальной клеткой во внешнюю среду тетанолизин, которые лизирует эритроциты, а также обладает кардиотоксическим и летальным свойствами. Специфические клинические признаки столбняка – результат действия тетаноспазмина.

Тетаноспазмин продуцируется столбнячной палочкой внутриклеточно в виде одноцепочечного полипептида и в таком виде как токсин неактивен. При аутолизе бактериальной клетки неактивный одноцепочечный токсин подвергается действию бактериальной протеазы, которая превращает его в «разрезанный» токсин – две полипептидные цепи, связанные между собой дисульфидными мостиками. Именно в результате этой химической модификации тетаноспазмин приобретает свою ядовитость.

Тетаноспазмин действует дистанционно (сами столбнячные палочки редко покидают пределы раны) – фиксируется на поверхности отростков нервных клеток в области мионевральных синапсов, проникает в них путѐм эндоцитоза, посредством ретроградного аксонного транспорта попадает в ЦНС, накапливаясь в основном в двигательных зонах спинного и головного мозга (за исключением переднего мозга и мозжечка) и подавляет высвобождение тормозных медиаторов в синапсах. Первоначально токсин действует на периферические нервы, вызывая местные судорож- но-спастические сокращения мышц.

Столбняк повсеместно вызывает спорадическую заболеваемость. Возбудитель проникает в организм через повреждѐнные кожу и слизистые оболочки при ранениях (боевых, производственных, бытовых), ожогах, отморожениях, через операционные раны или травмированные родовые пути. Иногда рана бывает настолько ничтожна, что остаѐтся необнаруженной (так называемый, криптогенный столбняк). Сама столбнячная палочка размножается в ране, а выделяемый ею токсин всасывается в кровь, достигает нервной ткани и вызывает еѐ поражение.

У человека, вне зависимости от места проникновения и размножения возбудителя, первыми симптомами являются тонические сокращения жевательных и мимических мышц, а затем – тоническое напряжение и спазм мышц затылка, спины. В тяжѐлых случаях тело человека во время приступа принимает вид выгнутой назад дуги («эпистотонус»). Смерть наступает от асфиксии и сердечной недостаточности при полном сохранении сознания. Летальность при столбняке высокая – ежегодно в мире погибают от него свыше 100 000 человек.

Особенно опасен послеоперационный, послеродовый и послеабортный столбняк, так как при этих формах 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 столбняка достигает

90%.