Микробиология ботулизма
Ботулизм – это тяжелая форма пищевой интоксикации, развивающаяся в результате употребления в пищу продуктов, зараженных токсином Cl.perfringens, характеризующаяся специфическим поражением ЦНС.
История:
известен давно под названием “аллантиазис” (от греч. “колбаса”), “ихтиоизм” (от греч. “рыба), botulus (от лат. “колбаса”). Кернер в 1815 г. описал 230 случаев отравления, в 1896 г. бельгийский врач Э.Ван Эрменгем выделил возбудителя из остатков ветчины, в 1914 г. русский врач Констансов выделил из осетрины. В настоящее время отравления связывают не с употреблением колбасы, а консервированных продуктов.
Таксономия: семейство Bacillaceae, род: Clostridium, вид CL.botulinum (от лат. botulus – колбаса).
Морфология.
Полиморфные палочки с закругленными концами, длина 4-10 мкм, ширина 0,3 – 1,0 мкм, слабоподвижны (перитрихи), образуют терминально или субтерминально расположенные споры, возбудители при этом напоминают теннисную ракетку, капсул не имеет.
Тинкториальные свойства: граммоположительные, по методу Ожешко споры окрашиваются в красный цвет, а вегетативные формы – в синий.
Культурные свойства.
Строгие анаэробы. Растут на казеиновых или мясных средах, в жидкие казеиновые среды добавляют отварное пшено или вату, а в мясные – мясной или печеночный фраш. На кровяном агаре с глюкозой через 24-46 часов образуют крупные круглые колонии, окруженные зоной гемолиза (тип А). Цвет колонии слегка коричневый или серовато-мутный. В столбняке агара могут быть в виде двух форм: S-формы в виде пушинок с боле плотным центром и R-формы чечевицеобразные. В жидких средах – мутность.
Оптимум pH – 7,2 – 7,4; температура культивирования 35 °C для сероваров A, B, C, D, F; 28 °C – для сероваров Е и непротеолитических штаммов B и F; 37 °C – для серовара G; время культивирования – 24-48 часов.
Биохимические свойства.
Сахаролитические свойства выражены у типов А и B (разлагают с образованием кислоты и газа глюкозу, мальтозу, глицерин, фруктозу, левулезу). Тип С слабо разлагает сахара или так же, как и серовар G – не обладают сахаролитическими свойствами, типы Д и Е занимают промежуточное положение. Все штаммы типов А и В обладают мощными протеолитическими свойствами: гидролизуют казеин и образуют сероводород, в средах Китта-Тароцци расплавляют кусочки печени или мясного фарша. Типы С, Д, Е такими свойствани не обладают.
Неоторые авторы выделяют 4 группы бактерий по способности разлагать сахара и белки:
1 группа - расщепляют глюкозу, мальтозу; протеолитическая активность в виде желатиназы; липазная активность на среде с яичным белком;
2 группа – обладают сахаролитическими свойствами;
3 группа – липолитическая активность и разжижение желатина;
4 группа – гидролиз желатина, не проявляют сахаролитической активности.
Указать, что дифференциация возбудителей по биохимической активности используется редко.
Антигенная структура.
Имеют О и Н- антигены. Однако, по ним идентификация возбудителя не проводится. По антигенной специфичности токсина различают 8 сероваров: А, В, С1, С2 , Е, F, G. Тип токсина определяется в реакции нейтрализации с соответствующими антитоксическими сыворотками.
Факторы патогенности.
Токсины:
а) экзотоксин (нейротоксин) – белок, получен в кристаллической форме (отметить, что самый сильный биологический яд - в 3 раза сильнее цианистого калия), образуется в анаэробных условиях на питательных средах, в различных консервированных пищевых продуктах, устойчив к действию протеолитических ферментов ЖКТ, обладают способностью гемагглютировать эритроциты человека, кролика, птиц; обладает тропизмом к нервной ткани (фиксируется на рецепторах синаптических мембран и изменяет чувствительность ацетилхолинового рецептора к действию медиатора). Токсин сероваров Е и В образуется в виде протоксина и активируется трипсином. Обратить внимание на то, что для людей наиболее патогенными являются типы А, В, Е (очень токсичен Е), менее патогенные – С, Д, F.
В настоящее время считают, что токсин – это Zn2+ зависимые эндопептидазы. При протеолизе разлагается на 2 связанных дисульфидной связью фермента (L и Н цепи). Одна субъединица отвечает за адсорбцию на рецепторах нейронов, другая – за проникновение в них путем эндоцитоза, ингибирование Са2+ - зависимого освобождения ацетилхолина, в результате блокируется передача нервного импульса через синапсы, поражаются бульбарные нервные центры, нарушается походка, зрение, возникает асфиксия.
Типы токсинов различают по антигенной структуре и молекулярной массе, по скорости седиментации выделяют 12S-, 16S- и 19S токсины.
12S-токсины (М-токсины) состоят из молекулы нейротоксина (Н цепь) и молекулы нетоксичного и негемагглютинирующего белка (L цепь);
16S-токсины (L-токсины) состоят из молекулы нейротоксина и гемагглютининового нетоксичного белка;
19S-токсины (L L – токсины) с большой молекулярной массой, включающие в себя нейротоксин и нетоксический белок с гемагглютинирующими свойствами.
б) гемолизин (лизирует эритроциты барана) и вызывает гибель лабораторных животных. Надо отметить, что гемолизин продуцируют только некоторые штаммы.
Резистентность.
Вегетативные формы малоустойчивы (погибают при 80 °C в течение 30 мин.);
Споры выдерживают кипячение в течение 1-5 часов, при 105 °C погибают через 2 час, при 120 °C – через 10-20 мин. Отметить, что в больших кусках мяса, в банках болшой емкости жизнеспособны после автоклавирования при 120 °C в течение 15 мин; 10 % соляная кислота убивает споры через 1 час, 40 % раствор формалина – через сутки, устойчивы к кислой среде желудка, споры прекращают прорастать при 2 % растворе уксусной кислоты при рН 3-4,5.
Ботулотоксин – при кипячении разрушается в течение 15 мин., устойчив к действию солнечного света, высоких концентраций хлорида натрия, к замораживанию, кислотам, рН ниже 7,0, к действию протеолитических ферментов ЖКТ; длительно сохранятеся в воде, в консервах – 6-8 мес.
Роль в патологии: вызывают ботулизм.
Эпидемиология.
Естественная среда обитания клостридий – кишечник травоядных животных, человека, рыб, ракообразных, моллюсков.
Пути заражения (основной) алиментарный, но может проникать через раневую поверхность. Отметить, что ботулотоксин способен проникать через неповрежденную кожу и слизистые. Больной человек не заразен. Указать, что в консервированных пищевых продуктах наличие самого возбудителя не обязательно. Отметить – ботулотоксин может располагаться в продукте в виде очагов, не изменяя органолептические свойства его.
В зависимости от путей заражения различают 4 формы болезни:
- пищевой ботулизм;
- раневой ботулизм;
- ботулизм грудных детей;
- неопределенно классифицируемый ботулизм (у детей старше 1 года и у взрослых, не связано с употреблением в пищу и попаданием через раны).
Патогенез:
1. Пищевой ботулизм – ботулотоксин, попадая в ЖКТ, проникает в кровь, поражает нервную систему, действуя на мотонейроны спинного мозга и ядра продолговатого мозга, прочно связывается с нервными клетками, вызывая нарушение передачи возбуждения с нерва на мышцу, действуя на сосуды (сужение с последующим парезом и повышение ломкости).
Инкубационный период: от нескольких часов до 8-10 дней.
Клиника: боли в животе, ощущение тяжести в желудке, рвота, общая интоксикация, возможно расстройство стула. Затем возникают жалобы на ухудшение зрения, двоение в глазах, нарушение глотания, потеря голоса, поражаются III, IY, YI пары черепномозговых нервов, головная боль, паралич дыхательного центра, смерть. Летальность 60-80 %. Обратить внимание на то, что заболевание может начинаться с жалоб на “туман” или “сетки” пред глазами, двоение предметов.
2. Раневой ботулизм – отметить, что в последнее время участились случаи его, поражает преимущественно детский возраст, в основном мальчиков.
3. Ботулизм грудных детей - в возрасте 3-20 недель при попадании спор или вегетативных форм с пищей ребенка (с молоком, с медом, особенно при искуственном вскармливании). Симптомы такие же, как и при пищевом ботулизме. Указать, что при диагностике заболевания у новорожденных следует обращать внимание на слабость в сочетании с нарушением сосания и глотания + птоз, мидриаз, офтальмоплегия. Заболевание может заканчиваться внезапной смертью (не > 4 %), так называемая “смерть в колыбели”.
Иммунитет постинфекционный не формируется, так как иммунная доза токсина превышает летальную.
Микробиологическая диагностика (см. схему).
Обратить внимание на выявление ботулотоксина и возбудителя в исследуемом материале (исследование проводится одновременно), в крови определяют токсин, в кале только возбудитель, остальной материал исследуется на токсин и бактерии.
Профилактика:
а) неспецифическая – соблюдение технологии обработки продуктов (консервы автоклавируют 30-40 мин при температуре 120 °C), в продукты вносятся ингибиторы: нитриты.
б) специфическая – только по экстренным показаниям: лицам, употреблявшим в пищу зараженные продукты, но еще не заболевшим, назначают поливалентную противоботулиническую сыворотку и ботулинический анатоксин, эатем типовые противоботулинические сыворотки по мере установление типа токсина.
Активная иммунизация проводится работникам лабораторий, военнослужащим и лицам, чья профессия связана с контактом с ботулотоксином.
Лечение:
а) неспецифическое – промывание желудка, дезинтоксикационные мероприятия, антибиотики: пенициллин, тетрациклин;
б) специфическое – срочно поливалентную противоботулиническую (А,В,Е) сыворотку, внутривенно или внутримышечно, после установления типа токсина – моносывортки.