Биохимические свойства

В отличие от других патогенных клостридий возбудитель столбняка характеризуется слабой биохимической активностью: не сбраживает моносахариды и многоатомные спирты. Однако некоторые штаммы могут ферментировать глюкозу в зависимости от концентрации в среде ионов железа.

С. tetani обладает слабыми протеолитическими свойствами, вызывая медленную ферментацию протеинов и пептонов до аминокислот, которые затем разлагаются с образованием угольной кислоты, водорода, аммиака, летучих кислот и индола.

Токсинообразование

Возбудитель столбняка лишен факторов инвазивности, но обладает способностью синтезировать экзотоксин высокой активности. Столбнячный токсин получен и описан Берингом и Китазато (1890). Токсин обусловливает всю специфику патогенеза и клиническую картину столбняка.

В составе столбнячного экзотоксина два компонента - тетаноспазмин и тетанолизин (тетаногемолизин). Тетаноспазмин избирательно действует на нервную систему и вызывает тонические сокращения поперечнополосатых мышц, тетанолизин - неспецифический гемолиз эритроцитов. Тетаноспазмин - основной токсический фактор, обладающий свойством нейротоксина, поражающего моторные нейроны центральной нервной системы; цитопатический эффект в отношении клеток других тканей не проявляет. Вырабатывается в организме и культурах на вторые сутки инкубирования и достигает максимума на 5-7 сутки. Очищенный кристаллизованный тетаноспазмин - термолабильная протеаза, состоящая из 13 аминокислот с преобладанием аспарагина. Токсичность кристаллического тетаноспазмина составляет 66×10⁶ ЛД50 для белых мышей на 1 мг азота токсина.

Экзотоксин возбудителя столбняка нестоек и легко разрушается при высокой температуре (при 60 °С - через 30 мин, при 65°С - через 5 мин), а также под влиянием прямых солнечных лучей, ионизирующих излучений и химических веществ: перманганата калия, азотнокислого серебра, йода, кислот, щелочей. Антибиотики и сульфаниламиды не разрушают этот токсин. Он не проникает через стенку кишечника и не инактивируется ферментами желудочно-кишечного тракта. Под действием формалина при 35-38°С переходит в анатоксин - нетоксический иммуногенный препарат.

К ферментам патогенности клостридий столбняка следует отнести РНК-азу и фибринолизин. РНК-аза токсична для лейкоцитов и ингибирует фагоцитоз; фибринолизин способствует всасыванию тетаноспазмина.

Антигенная структура

Подвижные штаммы клостридий столбняка в своем составе имеют соматический О- и жгутиковый Н-антигены. Термолабильный Н-антиген определяет типовую специфичность микроба. Описано 10 сероваров возбудителя столбняка, различающихся по структуре Н-антигена, обозначаемых цифрами I, II, III, IV и т. д. В природе чаще других встречают серовары I и II. Все они продуцируют иммунологически однородный экзотоксин, нейтрализуемый противостолбнячной сывороткой. Термостабильный О-антиген относится к групповым.

Антигенная структура столбнячного токсина изучена недостаточно.

Устойчивость

Вегетативные клетки малоустойчивы к воздействию различных факторов внешней среды. Температура 60-70°С убивает столбнячные палочки в течение 30 мин, растворы обычных дезинфицирующих препаратов - через 15-20 мин.

Споры, напротив, весьма резистентны. В почве, высохшем кале, на различных предметах (гвозди, щепки, сельскохозяйственные орудия, колючки растений и др.), защищенных от света, они сохраняются в течение многих лет (так, например, на кусочке сухого дерева - до 11 лет). Прямой солнечный свет инактивирует споры через 3-5 суток. Во влажной среде при нагревании до 80°С сохраняют жизнеспособность 6 ч, а при нагревании до 90°С - 2 ч. При кипячении споры погибают через 30-50 мин, сухой жар (115°С) разрушает их только через 20 мин. Они также относительно устойчивы к различным дезинфектантам: 1% раствор сулемы и 5% раствор фенола убивают их через 8-10 ч, 5% раствор креолина - за 5, 1% раствор формалина - за 6 ч, 0,5%-й раствор соляной кислоты - за 30 мин, 10%-настойка йода - за 10, 1%-й раствор азотнокислого серебра - за 1 мин.