Экологическая группа анаэробных бактерий клостридиальные инфекции Захарова Ю

Экологическая группа анаэробных бактерий (клостридиальные инфекции) Захарова Ю. В. -к. м. н. , доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии

Тематическое меню лекции: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Анаэробиоз. Классификация анаэробов. Общая характеристика клостридий, классификация. Факторы патогенности. Газовая гангрена, патогенез, клиника Микробиологическая диагностика газовой гангрены. Профилактика. Общая характеристика возбудителя столбняка. Факторы патогенности и патогенез столбняка. Клиника. Принципы микробиологической диагностики столбняка. Иммунопрофилактика.

СУЩНОСТЬ АНАЭРОБИОЗА n n An – отрицание, aer – воздух, bios – жизнь Микроорганизмы, способные существовать и размножаться при отсутствии в окружающей среде свободного кислорода и погибать при контакте с ним на всех стадиях своего развития;

По степени толерантности и чувствительности к кислороду различают n n Облигатные (строгие) анаэробы, погибающие в течение 1 мин при наличии следов свободного кислорода (Treponema, Selenomonas, Butyrivibrio и др. ); Аэротолерантные (умеренные) анаэробы способны переносить содержание кислорода в пределах 2 -8% (B. fragilis, B. melaninogenicus, B. oralis, F. nucleatum и др. );

Воздействие кислорода на умеренные анаэробы: n n 1 фаза: если концентрация О 2 превышает устойчивость анаэробов, наступает бактериостатический эффект, который может исчезнуть при создании анаэробиоза; 2 фаза – токсическая - наступает при высокой концентрации кислорода и длительном его воздействии; У облигатных анаэробов отсутствует 1 фаза

Чувствительные к кислороду и аэротолерантные бактерии n n процессы метаболизма (окислительновосстановительные реакции) в кислородной среде О (перекисный радикал) супероксиддисмутаза, ионы Mn Н 2 О 2 каталаза, пероксидаза Н 2 О + О 2 есть супероксиддисмутаза, но нет каталазы и пероксидазы – строгие анаэробы нет супероксиддисмутазы, вместо нее ионы марганца, есть пероксидаза – аэротолерантные анаэробы

Классификация анаэробных бактерий грамположительные палочки кокки Peptococcus Peptostreptococ cus спора + Clostridium грамотрицательные кокки палочки спора – Propionibacterium Eubacterium Veilonella Bacteroides Porphyromonas Prevotella Fusobacterium Bilophila

КЛОСТРИДИИ

Общая характеристика n n n Прямые или слегка изогнутые палочки, имеющие овальную или сферическую спору, превышающую диаметр бактериальной клетки. В мазках расположены парами или короткими цепочками. Имеют гр+ тип клеточной стенки. Вызывают маслянокислое брожение. Патогенные для человека виды гидролизируют желатин. Вырабатывают экзотоксины. Чувствительность к кислороду варьирует (C. hystolyticum, C. carnis, C. tertium – аэротолерантные, остальные – строгие анаэробы).

Классификация Участники бродильных процессов (преобладает сахаролитическая активность) Участники процессов гниения (преобладают протеолитические свойства) Патогенные виды (могут обладать и сахаролитическими и протеолитическими свойствами) возбудители травматических клостридиозов возбудители энтеральных клостридиозов

Возбудители травматических клостридиозов n n n n C. perfringens A C. novyi (oedematiens) C. histolyticum C. septicum C. sporogenes C. sordellii C. tetani

Возбудители энтеральных клостридиозов n n n C. perfringens A, C, D C. difficile C. botulinum

Среды обитания клостридий n n n Кишечник человека и животных. Почва (в неё попадают с испражнениями, но для многих клостридий именно почва является естественной средой обитания). Дно водоёмов.

Спорообразование у клостридий n n n Происходит во внешней среде или в толстом кишечнике. Споры бывают круглые или овальные. В клетке споры могут находиться: n n n центрально, терминально (на конце палочки) субтерминально (ближе к одному из концов палочки).

Устойчивость к факторам внешней среды n n вегетативных форм - не отличается от других неспорообразующих бактерий спор - может быть очень высока n (у некоторых видов они выдерживают кипячение и сохраняются во внешней среде десятки и даже сотни лет)

Общая характеристика возбудителей газовой инфекции (анаэробной раневой инфекции, газовой гангрены)

Крупные палочки с субтерминально расположенными спорами. Перитрихи (только C. perfringens неподвижна, она же – единственная капсульная клостридия)

С. perfringens

C. novyi самые крупные, прямые или слегка изогнутые палочки

C. septicum полиморфные палочки, могут образовывать нити

C. histolyticum - более мелкие палочки n n C. perfringens и C. histolyticum – аэротолерантные анаэробы C. novyi и C. septicum строгие анаэробы n n Ферментативная активность различна и используется для дифференциации видов Наибольшей биохимической активностью и выраженным газообразованием обладает C. perfringens

ТОКСИНЫ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ АНАЭРОБНОЙ РАНЕВОЙ ИНФЕКЦИИ НА ПРИМЕРЕ ОСНОВНЫХ БЕЛКОВЫХ ТОКСИНОВ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ C. PERFRINGENS

a (альфа)-токсин (лецитиназа С) n основной продуцент – тип А n n оказывает дермонекротическое действие (как результат вызываемого им гидролиза мембранных фосфолипидов) является гемолизином оказывает летальное действие (т. е. вызывает гибель лабораторного животного при внутривенном ему введении)

(бетта) -токсин продуцируется типом С n n вызывает некроз тканей (и как следствие – развитие некротического энтерита) Индуцирует высвобождение катехоламинов, что повышает АД

(тета) - токсин продуцируется также типом С n n n гемолизин дермонекротическое действие летальное действие

(каппа) -токсин (коллагеназа и желатиназа) продуцируется типами А и С n n n разрушает ретикулярную ткань мышц и коллагеновые волокна соединительной ткани летальное действие некротизирующее действие

(мю) - токсин (гиалуронидаза) n повышает проницаемость тканей

(ню) - токсин (ДНК-аза) n нарушает синтез белка

Ферменты патогенности n n Фибринолизин – разрушает нити фибрина Нейраминидаза – способствует разрушению нейраминовой кислоты соединительной ткани.

Энтеротоксин продуцируется типами А и С при споруляции в толстой кишке n n n вызывает диарею (из-за дилатации и повышения проницаемости капилляров) вызывает рвоту оказывает летальное действие

Патогенез и клиника газовой гангрены

Условия для развития анаэробной инфекции n n n Попадание в рану спор или возбудителя Состояние реактивности макроорганизма (предрасполагает переохлаждение, переутомление, голодание, шок, кровопотеря). Местное состояние раны (локализация, характер ранения, обширность поражения, инородные тела, ишемия тканей, загрязнение).

ПАТОГЕНЕЗ клостридии в ране размножение выделение экзотоксинов некроз+распад /+отёк+газ/ (без воспаления) интоксикация Течение болезни усугубляет сопутствующая, в том числе гноеродная, микрофлора (стафилококки, протеи, кишечная палочка, бактероиды и др. )

Клинические проявления газовой гангрены

Показания для выявления анаэробных бактерий n n n n Все пробы крови рекомендуется брать на среду для анаэробов. При закрытых нагноениях, особенно гнилостных. При наличии газа на месте инфекции При всех вторичных инфекциях после укуса животными, после ортопедических операций или хирургических вмешательствах на пищеварительном тракте и гениталиях, а также после обширных и колотых ран. При всех инфекциях слизистых (буккальной, анальной и генитальной) Если получал предварительно терапию аминогликозидами или пенициллином Если при микроскопии были обнаружены споровые бактерии.

Лабораторная диагностика газовой гангрены В 2 направлениях: С целью обнаружения и идентификации возбудителя в тканях, С целью обнаружения экзотоксина в отечной жидкости n n n

Микробиологическая диагностика газовой гангрены патологический материал (ткань раны, экссудат раны, кровь -микроскопия) токсин Посев на среды для выделения чистой культуры nсреда Китта-Тароцци nсреда Вильсона-Блера nмолоко n сах. МПА идентификация nбиологические св-ва n. РН на лаб. животных (выявление и идентификация) n. РН на лабораторных животных (РН in vivo) n. Проба на лецитиназную активность (РН in vitro) специфический антиген n. РИФ

Иммунопрофилактика и серотерапия газовой гангрены Анатоксины (активный иммунитет) n Секстанатоксин (перфрингенс, эде матиенс) Лечебно-профилактические антитоксические сыворотки (пассивный иммунитет) n n n антиперфрингенс антиэдематиенс антисептикум

Принципы лечения анаэробных раневых инфекций n n n Хирургическая обработка раны (ревизия, иссечение некротизированных тканей, удаление инородных тел, широкие лоскутные разрезы при наличии признаков гангрены, снятие швов). Химиотерапия (ампициллин, эритромицин, карбенициллин, ципрофлоксацин, цефокситин, метронидазол). Иммунотерпия, инфузионная терапия

ВОЗБУДИТЕЛЬ СТОЛБНЯКА (1883 год Н. Д. Монастырский)

Общая характеристика n n Из-за круглой, терминально расположенной споры имеют вид барабанной палочки Очень подвижны (перитрихи) n n n Строгие анаэробы. Скорость роста: 2 - 4 дня. Образуют R-формы колоний, часто с отростками, напоминающими паучков, на кровяном агаре - как правило, с зоной гемолиза. Культура издает 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 экзотоксин Белок, состоящий из двух фракций: n Освобождающейся при аутолизе бактерий (тетаноспазмин) – является функциональным блокатором, подавляет высвобождение тормозных нейромедиаторов в синапсах. n Продуцируемой клеткой во внешнюю среду (тетанолизин) - лизирует эритроциты, обладает кардиотоксическим и летальным свойствами В патогенезе столбняка основное значение имеет тетаноспазмин

Тетаноспазмин действует дистанционно (т. е. бактерии редко покидают пределы раны) фиксируется на поверхности отростков нервных клеток (в области их мионевральных синапсов) проникает в них (путем эндоцитоза) попадает в ЦНС (посредством ретроградного аксонального транспорта) накапливается в основном в двигательных зонах спинного и головного мозга (за исключением переднего мозга и мозжечка) подавляет высвобождение тормозных медиаторов в синапсах Первоначально токсин действует на периферические нервы, вызывая местные судорожно-спастические сокращения мышц

СТОЛБНЯК

Патогенез столбняка n n n Столбняк встречается повсеместно и регистрируется в виде спорадической заболеваемости. Возбудитель проникает в организм через поврежденные кожу и слизистые оболочки при ранениях (боевых, производственных, бытовых), ожогах, отморожениях, через операционные раны или травмированные родовые пути. Иногда рана бывает настолько ничтожна, что остается необнаруженной (криптогенный столбняк). Столбнячные палочки размножаются в ране и выделяют токсины. Токсины всасываются в кровь, достигают нервной ткани и вызывают её поражение.

Патогенез столбняка n У человека, вне зависимости от места проникновения и размножения микроорганизма, первыми симптомами являются тонические сокращения жевательных и мимических мышц, а затем - тоническое напряжение и спазм мышц затылка, спины. В тяжелых 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%.

Столбняк новорожденных Возникает вследствие заражение через пупочный канатик. n Ребенок из-за спазма жевательной мускулатуры, отказывается от груди, потом у него развивается характерная «поза лягушонка» . n Летальность при этой форме столбняка составляет в среднем 85% (наиболее часто дети гибнут на 6 -8 день жизни). n В 80 -х годах ХХ века от столбняка новорожденных ежегодно умирало более 1 000 детей. n

Иммунитет n n n Видовой иммунитет к столбняку у человека отсутствует. Данные о постинфекционном иммунитете противоречивы. Поствакцинальный антитоксический иммунитет длительный (до 10 лет) и напряженный.

Микробиологическая диагностика n Лишь подтверждает диагноз, выставленный на основании клинической симптоматики. Исследование на наличие столбнячной палочки проводят: n n n Патологический материал используют одновременно: n n n при проверке стерильности перевязочного, шовного материала и препаратов, предназначенных для парентерального введения в почве – в рамках мер по противоэпидемическому надзору. для выделения культуры (аналогично другим клостридиям) и для биопробы: введения белой мыши, чаще всего – в корень хвоста. При наличии в патологическом материале столбнячных палочек у мыши развивается «восходящий» столбняк (судороги начинаются с мышц хвоста и задних лап). Животное, которому был введен патологический материал в смеси с антистолбнячной сывороткой, остается здоровым.

Иммунопрофилактика Пассивная осуществляется гетерологичной противостолбнячной сывороткой (очень анафилактогенна) или гомологичным гаммаглобулином. Активная осуществляется столбнячным анатоксином (входит в состав таких вакцин, как АКДС, АДС, TABte, химические брюшнотифозные вакцины с секста- и тетраанатоксином).

При столбняке осуществляются: n n плановая профилактическая иммунизация экстренная иммунизация.

Плановая профилактическая иммунизация проводится вакцинами n АКДС n АДС

Экстренная иммунизация: у привитых: поддерживающая доза анатоксина у непривитых: полная доза анатоксина + человеческий противостолбнячный иммуноглобулин (при его отсутствии заменяется гетерологичной противостолбнячной сывороткой, введение которой предваряется внутрикожной пробой)

Терапия столбняка n n серотерапия (антитоксическая сыворотка или иммуноглобулин) антибиотикотерапия (пенициллины, цефалоспорины)

Спасибо за внимание