Сульфитредуцирующие клостридии что это такое

Клостридии. Всегда рядом, всегда начеку

Ботулизм, столбняк, газовая гангрена… Об этих заболеваниях наслышаны если не все, то очень многие люди. Но если от столбняка существуют вакцины, например АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная сыворотка), то от псевдомембранозного колита, некротического энтерита, ботулизма или газовой гангрены таких вакцин нет. А вызываются все эти заболевания бактериями рода Clostridium.

Одним из наиболее распространенных видов клостридий является Clostridium difficile. Ее высевают из почвы, воды (в том числе и морской). Благодаря возможности образовывать эндоспоры (покрываться оболочкой и переживать неблагоприятный период в состоянии своеобразной «спячки») этот вид может длительно, до двух месяцев, сохраняться во внешней среде. Более того, в состоянии эндоспоры клостридия диффициле выдерживает даже кипячение. Чувствительность к антибиотикам у Clostridium difficile от природы очень низкая, поэтому лечение посредством антибиотикотерапии зачастую терпит фиаско.

Clostridium difficile входит в нормофлору (является представителем нормального микробного состава) желудочно-кишечного тракта, обитая преимущественно в толстом кишечнике. Хотя отдельные его представители встречаются и во рту, и в тонком отделе кишечника, и во влагалище у женщин. Чаще всего Clostridium difficile обнаруживается в кишечнике новорожденных (около половины младенцев), а из детей старше 2 лет и взрослых каждый 10 является обладателем этой бактерии.

Clostridium difficile вызывает такие заболевания как псевдомембранозный колит и антибиотикоассоциированные диареи. Патогенные (болезнетворные) свойства этой клостридии обусловлены выделением токсинов А и В, а также белка, угнетающего перистальтику (сократительную функцию) кишечника.

Антибиотикодиссоциированные диареи (сокращенно – ААД) могут вызываться не только клостридией дифициле, а и множеством других микроорганизмов (сальмонеллами, кандидами, клостридией перфрингенс, золотистым стафилококком, клебсиеллой). Этот вид диарей является наиболее частой внутрибольничной инфекцией и связана такая тенденция с тем, что в больницах, во-первых, концентрируется большая масса больных и здоровых людей. А во-вторых, здесь используется множество антибиотиков и дезинфицирующих средств, которые способствуют образованию генераций (поколений) микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам. Поэтому в мире ежегодно регистрируется около миллиона случаев ААД. Возникновение антибиотикоассоциированных диарей связано с тем, что антимикробные препараты подавляют как патогенную, так и нормальную микрофлору. Даже однократный прием антибиотиков широкого спектра действия может послужить причиной развития ААД.
Клостридии

Несмотря на это, дети младенческого возраста практически не болеют антибиотикоассоциированными диареями, вызываемыми клостридией диффициле. Связано это с тем, что дети получают с материнским молоком достаточно иммунных факторов, которые могут сдерживать размножение Clostridium difficile. Более того, в младенческом организме нет такого количества сопутствующей условно-патогенной микрофлоры, которая ослабляет иммунитет.

Антибиотикозависимые диареи могут иметь разную симптоматику и течение: от легкой диареи до тяжелейшего псевдомембранозного энтероколита (ПМК). Последний чаще всего вызывается именно клостридией диффициле.

В процессе течения заболевания отмечаются следующие симптомы:

При отсутствии лечения количество смертельных случаев составляет до 30 %.

Характерная особенность болезней, вызванных Clostridium difficile, является то, что около четверти случаев через время повторяются (рецидив заболевания). Причиной этого явления становятся споры клостридий, которые переживают период лечения, либо повторное заражение. Как правило, после лечения больные выздоравливают, или чувствуют себя значительно лучше, но спустя несколько дней (от 3 до 7) развивается рецидив.

Еще одна клостридия, которая может вызывать такие болезни желудочно-кишечного тракта, как пищевые токсикоинфекции и некротический энтерит, — Clostridium perfringens.

Некротический энтерит характеризуется формированием язв и эрозий и деструктивными (разрушающими) изменениями в слизистой оболочке. Первым симптомом заболевания является возникновение участков геморрагического некроза в начальных отделах тощей кишки. Эти участки имеют красный цвет. Наблюдается также сужение просвета кишечника в месте воспаления, за счет отечности стенки. Происходит тромбоз (закупорка) мелких кровеносных сосудов (артериол). У больного отмечаются озноб и лихорадка, рвота и кровавый пенистый понос.

Clostridium perfringens производит ферменты, расщепляющие белки (протеиназа), коллаген (коллагеназа), гиалуроновую кислоту (гиалуронидаза).
Гангрена, вызываемся Клостридией

Профилактика заболеваний, причиной которых являются клостридии, в первую очередь заключается в соблюдении санитарно-гигиенических норм и правил: мытье и ошпаривание овощей и фруктов; длительная термическая обработка. Но немаловажным является также нормализация микрофлоры и укрепление иммунитета. Причем, как в процессе лечения, так и в процессе предупреждения этих болезней. Ограниченное и строго подконтрольное врачам применение антибиотиков, отказ от самолечения также очень важны для профилактики возникновения АДД и других болезней, связанных с клостридиями.

Источник

Клостридии

СТАЙЛАБ предлагает комплексные тест-системы для анализа клостридий в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом ПЦР.

Клостридии – это анаэробные спорообразующие грамположительные бактерии. Они способны жить и размножаться только в отсутствие кислорода. Некоторые из этих бактерий входят в состав нормальной микрофлоры кишечника человека и животных, другие обитают в почве. Клостридии используются для производства спиртов и органических кислот.

Среди патогенных клостридий – возбудители таких заболеваний, как газовая гангрена, столбняк, ботулизм, псевдомембранозные колиты, некротические энтериты. Белковые токсины клостридий – ботулотоксины, тетаноспазмин (тетанотоксин, столбнячный токсин) и ε-токсин относятся к сильнейшим ядам органического происхождения, известным в настоящее время. В пищевых продуктах чаще всего встречаются два представителя клостридий: Clostridium botulinum и Clostridium perfringens.

Clostridium botulinum – это подвижная палочковидная бактерия, обитающая в иле и почве, иногда в организмах рыб. Она не размножается в присутствии кислорода. Однако бескислородная среда консервированных продуктов позволяет Clostridium botulinum размножаться и вырабатывать ботулотоксины. Эти яды разрушаются при кипячении в течение получаса и в щелочной среде (например, в растворе пищевой соды) в течение 1 часа, но проявляют устойчивость к желудочному соку. Наиболее токсичный из ботулотоксинов – ботулотоксин А. Его молекула имеет два связанных между собой домена. После попадания в организм одна часть молекулы превращается в канал в мембране нервной клетки. Вторая часть молекулы отделяется от первой и проникает в клетку по этому каналу, где необратимо препятствует выделению нейромедиатора ацетилхолина. Это приводит к нарушению нервной и нервно-мышечной передаче сигнала и, как следствие, расслаблению мышц. Пострадавшие умирают от остановки дыхания. Скрытый период отравления, во время которого не проявляются никакие его симптомы, зависит от дозы токсина и составляет от нескольких часов до нескольких суток. Отравление ботулотоксином не всегда приводит к смерти, однако противоядия против этого яда не существует. Лечением является симптоматическая и поддерживающая терапия в условиях больницы.

Clostridium botulinum попадает в продукты при нарушении правил их переработки, чаще всего, с землей. Заражены ей могут быть колбасные изделия, консервы из мяса, рыбы, овощей и грибов. Кроме того, иногда эта бактерия встречается в меде. Clostridium botulinum может выжить в пищеварительной системе маленьких детей (до 1 года). В этом случае она становится причиной детского ботулизма. Скрытый период заболевания длится несколько недель, после чего наступает отравление ботулотоксином. У взрослых людей со сниженным иммунитетом, после операций на брюшной полости и с некоторыми другими состояниями также может встречаться такой тип ботулизма.

Ботулизм может возникать не только у людей, но и у животных, зачастую приводя к их гибели. Помимо употребления продуктов, зараженных Clostridium botulinum, отравление ботулотоксином может наступать в результате попадания этого вещества на слизистые оболочки, роговицу глаз, в раны, а также при его вдыхании.

Ботулотоксин А используют в медицине и косметологии в качестве миорелаксанта.

Clostridium perfringens патогенна для человека и животных и является возбудителем пищевых токсикоинфекций, некротических энтеритов, а также газовой гангрены. Эти бактерии обитают в почве и воде, в том числе, в сточных водах. Они способны выживать в кишечнике человека и животных, и их присутствие не всегда приводит к заболеваниям. Clostridium perfringens типа А, в отличие от других бактерий этого вида, относительно устойчива к воздействию кислорода.

Clostridium perfringens выделяет множество ядов с некротическим и гемолитическим (вызывает разрушение клеток крови) действием. Наиболее токсичным из них является выделяемый сероварами B и D ε-токсин (эпсилон-токсин), образующий в клетках каналы, по которым из них выходят ионы калия. Это приводит к отеку различных органов, в том числе, мозга и нарушению их работы. Clostridium perfringens серовара A вызывают относительно легкие пищевые токсикоинфекции.

Clostridium perfringens нередко встречается в сыром мясе животных и птицы и консервах из него. С загрязненной водой эта бактерия может попадать в овощи и фрукты.

В Российской Федерации и странах Таможенного Союза содержание клостридий в пищевых продуктах регламентировано Техническим Регламентом Таможенного Союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции» и другими законодательными документами. С актуальной информацией можно ознакомиться на сайте compact24.com

Микробиологические методы анализа клостридий и других анаэробов довольно трудоемки: в присутствии кислорода эти организмы не размножаются, потому необходимо создать им бескислородные условия. Для этого используют различные подходы: культивирование в жидких средах в специальных высоких пробирках или посев внутрь столбика агара, замена воздуха в пробирке углекислым газом, добавка в среды веществ, поглощающих кислород, запаивание пробирок, культивирование под вазелиновым маслом и др. После выделения культуры микроорганизма необходимо определить его биологическими методами, оценив биохимические свойства бактерий или иным методом. Определение ДНК с помощью ПЦР является самым точным способом определения микроорганизма.

Источник

Сульфитредуцирующие клостридии что это такое

ГОСТ 29185-2014
(ISO 15213:2003)

МИКРОБИОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И КОРМОВ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ

Методы выявления и подсчета сульфитредуцирующих бактерий, растущих в анаэробных условиях

Microbiology of food and animal feeding stuffs.

Methods for detection and enumeration of sulfite-reducing bacteria growing under anaerobic conditions

Дата введения 2016-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности» Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИКОП Россельхозакадемии) на основе аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 августа 2014 г. N 69-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 сентября 2014 г. N 1174-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 29185-2014 (ISO 15213:2003) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2016 г.

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДА.

Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/ТС 34/SC 9 «Микробиология» технического комитета по стандартизации ISO/TC 34 «Пищевые продукты» Международной организации по стандартизации (ISO).

Перевод с английского языка (en).

Официальный экземпляр международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и межгосударственных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации.

Ссылки на международные стандарты, которые приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие идентичные межгосударственные стандарты.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на пищевые продукты и корма для животных и устанавливает метод выявления сульфитредуцирующих бактерий, растущих в анаэробных условиях, и метод определения их количества путем посева продукта в плотные питательные среды.

Метод посева в плотные питательные среды предназначен для пищевых продуктов, содержащих в 1 г твердого продукта не менее 150 или в 1 см жидкого продукта не менее 15 колониеобразующих единиц (КОЕ) сульфитредуцирующих бактерий.

Методы также применимы для испытания проб окружающей среды, отобранных из зон производства и переработки пищевых продуктов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ ISO 7218-2011 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Общие требования и рекомендации по микробиологическим исследованиям

ГОСТ ISO 11133-1-2011 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Руководящие указания по приготовлению и производству культуральных сред. Часть 1. Общие руководящие указания по обеспечению качества приготовления культуральных сред в лаборатории

ГОСТ ISO 11133-2-2011 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Руководящие указания по приготовлению и производству культуральных сред. Часть 2. Практические руководящие указания по эксплуатационным испытаниям культуральных сред

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия.

ГОСТ 10444.1-84 Консервы. Приготовление растворов реактивов, красок, индикаторов и питательных сред, применяемых в микробиологическом анализе

ГОСТ 26669-85 Продукты пищевые и вкусовые. Подготовка проб для микробиологических анализов

ГОСТ 26670-91 Продукты пищевые. Методы культивирования микроорганизмов

ГОСТ 30425-97 Консервы. Метод определения промышленной стерильности

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 сульфитредуцирующие бактерии, растущие в анаэробных условиях: Бактерии, образующие типичные колонии, выращиваемые в условиях, установленных в настоящем стандарте.

3.2 сульфитредуцирующие бактерии рода Clostridium: Сульфитредуцирующие бактерии, принадлежность которых к роду Clostridium подтверждена в соответствии с настоящим стандартом.

3.3 выявление сульфитредуцирующих бактерий или сульфитредуцирующих бактерий рода Clostridium: Установление факта присутствия или отсутствия сульфитредуцирующих бактерий или сульфитредуцирующих бактерий рода Clostridium в определенной навеске продукта в соответствии с методом, указанным в настоящем стандарте.

3.4 определение количества сульфитредуцирующих бактерий или сульфитредуцирующих бактерий рода Clostridium: Подсчет числа колониеобразующих единиц (КОЕ) сульфитредуцирующих бактерий или сульфитредуцирующих бактерий рода Clostridium, содержащихся в см или г продукта, в соответствии с методом, установленным в настоящем стандарте.

4 Сущность методов

Методы выявления и определения количества сульфитредуцирующих бактерий основаны на высеве определенного количества продукта и (или) его разведений в плотные питательные среды, культивировании посевов в оптимальных для роста условиях и, при необходимости, подсчета их количества и определения морфологических и биохимических свойств для подтверждения принадлежности сульфитредуцирующих бактерий к роду Clostridium.

5 Растворы для разведений, питательные среды, растворы реактивов

5.1 Растворы для разведений

Растворы для разведений готовят по [1]-[4], ГОСТ 26669 или по конкретному стандарту на исследуемый продукт.

5.2 Питательные среды, растворы реактивов

Для приготовления питательных сред и растворов используют дистиллированную воду по ГОСТ 6709.

Химические вещества, используемые для приготовления питательных сред и растворов, должны быть аналитического качества.

Обеспечение качества приготовляемых питательных сред и проведение их эксплуатационных испытаний по ГОСТ ISO 11133-1 и ГОСТ ISO 11133-2.

5.3 Среда для выявления и подсчета сульфитредуцирующих бактерий: железосульфитный агар

В зависимости от желирующих свойств агара.

Растворяют ингредиенты в воде при нагревании. Если необходимо, устанавливают рН так, чтобы после стерилизации он составлял 7,6±0,2 при температуре 25°C.

Непосредственно перед использованием среду деаэрируют.

Эксплуатационные испытания готовой среды аналогично испытаниям среды TS по ГОСТ ISO 11133-2.

5.4 Допускается использование готовых и дегидратированных питательных сред, в т.ч. хромогенных, и их компонентов, по качеству не уступающих вышеуказанным.

Источник

Сульфитредуцирующие клостридии в воде

Сульфитредуцирующие клостридии представляют собой грамположительные спорообразующие палочки крупного размера. Микроорганизмы данной группы отличаются способностью восстанавливать сульфиты до сульфидов. Данное свойство активно применяется при их определении в лабораторных условиях.

Учитывая, что умением редуцировать сульфиты отличаются только споровые анаэробы, имеющие кишечное происхождение, данная их особенность позволила отнести представленную группу микроорганизмов к санитарно-показательным. При этом самым распространенным представителем сульфитредуцирующих клостридий является Clostridium perfringens.

Данный микроорганизм относится к постоянным консорбентам кишечного тракта, но при этом имеет меньшую численность, чем более распространенный род E. coli. Споры СРК отличаются высокой устойчивостью к воздействиям окружающей среды. С учетом данной особенности, при обнаружении бактерий можно судить о давнем фекальном загрязнении воды.

О роли сульфитредуцирующих бактерий как индикаторах загрязнения

Если предметно говорить о ценности спор СРК как индикатора фекального загрязнения, то она довольно невысока. Связано это с тем, что данные грамположительные микроорганизмы отличаются умением размножаться в окружающей среде при благоприятных условиях. Это означает, что они могут долгое время находиться в жидкости, усложняя тем самым интерпретацию результатов исследований. Это также касается и воды, хотя наиболее интенсивный рост наблюдается в почве.

Однако это не значит, что от таких бактерий нет пользы вообще. Сульфитредуцирующие клостридии могут выступать в роли важного индикатора оценки качества обеззараживания воды, так как отличаются устойчивостью к агрессивным воздействиям не только внешней среды, но и дезинфицирующих средств и стерилизующих приемов. Микроорганизмы данной группы являются первыми, пробивающими барьер, который может появляться при дефектах в работе систем обеззараживания.

Также бактерии могут относиться к определителям биологического загрязнения воды. В частности, их обнаружение во взятом образце может свидетельствовать о возможном присутствии цист и ооцист простейших яиц гельминтов, которые имеют схожесть по уровню устойчивости.

Особенности учета спор СРК в Российской Федерации

В РФ количественный учет грамположительных спорообразующих бактерий ведется в случае проведения санитарных исследований воды в открытых водоемах, а также при контроле качества водоподготовки. В данном случае анализ проб на споры СРК выполняется с применением среды Вильсон-Блера. В других случаях потребуется непосредственное обращение в сертифицированную лабораторию для заказа услуги отбора проб и проведения необходимых анализов в самом испытательном центре.

Определение сульфитредуцирующих бактерий в воде

В наши дни для определения и учета сульфитредуцирующих бактерий в пробах воды задействуются высокочувствительные и высокоспецифичные среды, в которых находятся соли тиогликолевой кислоты, а также добавки различных антибиотиков. Использование солей позволяет добиться более высокой степени анаэробиоза, за счет чего увеличивается чувствительность метода и точность получаемого результата.

Микробиологический анализ воды

Также для оценки качества работы водоочистных систем может проводиться микробиологический анализ на наличие данного вида спор. В рамках исследования используется особый метод, направленный на выращивание посевов в железно-сульфитном агаре – для этого создаются условия, близкие к анаэробным – а также подсчет количества колоний черного цвета.

При осуществлении анализа проба воды, помещенная в пробирки, прогревается на водяной бане при температуре 75 градусов с погрешностью +/- 5 градусов. Процедура выполняется на протяжении 15 минут. Если исследуется хлорированная вода, прогрев необязателен.

Определение бактерий в воде может производиться одним из трех методов – фильтрования в пробирках, в чашках Петри или прямым посевом.

Учет результатов производится на основании количественного подсчета. При этом ему подлежат только посевы, в которых получаются изолированные колонии, имеющие черный цвет. Они могут вырастать на фильтрах или в питательной среде. Результат исследования определяется числом колониеобразующих единиц в 20 мл воды. Нормальным показателем будет отсутствие микроорганизмов в данном количестве жидкости.

Анализ воды в лаборатории «НОРТЕСТ»

Испытательный центр «НОРЕСТ» предлагает услуги по анализу воды на наличие сульфитредуцирующих бактерий. Проведение данного вида исследований, как и любого другого в нашей лаборатории, имеет ряд преимуществ для клиентов:

За время работы лаборатории в достоверности и высочайшем качестве выполняемых нами исследований убедилось большое количество клиентов, которые являются как физическими, так и юридическими лицами. Проведение анализа воды на содержание СРК – это гарантия получения точных результатов в кратчайшие сроки.

Источник

Столбнячная палочка: токсична и смертельно опасна

Столбнячная палочка: токсична и смертельно опасна

Столбнячная палочка присутствует в почве, пыли и даже в кишечнике человека. В целом она безобидна, но попав в рану с бескислородной средой, становится смертельно опасна. Защититься помогает вакцинация.

Автор

Редакторы

В этой статье спецпроекта, посвященного вакцинации, мы поговорим о столбняке. Он отличается от большинства инфекций, против которых массово делают прививки: им нельзя заразиться, побывав рядом с больным человеком. Возбудители столбняка окружают каждого из нас в повседневной жизни и, вероятно, их никогда не получится полностью ликвидировать. Поэтому так важно проводить вакцинацию: она — важнейший метод защиты от смертельно опасной болезни.

Вакцинация

Генеральный партнер спецпроекта — Zimin Foundation.

Изобретение вакцин кардинально изменило жизнь человечества. Многие болезни, уносившие тысячи, а то и миллионы жизней ежегодно, теперь практически не встречаются. В этом спецпроекте мы не только рассказываем об истории возникновения вакцин, общих принципах их разработки и роли вакцинопрофилактики в современном здравоохранении (этому посвящены первые три статьи), но и подробно говорим о каждой вакцине, включенной в Национальный календарь прививок, а также вакцинах против гриппа и вируса папилломы человека. Вы узнаете о том, что собой представляет каждый из возбудителей болезней, какие существуют варианты вакцин и чем они различаются между собой, затронем тему поствакцинальных осложнений и эффективности вакцин.

Для соблюдения объективности мы пригласили стать кураторами спецпроекта Александра Соломоновича Апта — доктора биологических наук, профессора МГУ, заведующего лабораторией иммуногенетики Института туберкулеза (Москва), — Сусанну Михайловну Харит — доктора медицинских наук, профессора, руководителя отдела профилактики НИИ детских инфекций (Санкт-Петербург), — а также Сергея Александровича Бутрия — педиатра, автора блога «Заметки детского врача».

Бактерия, которая не любит кислород

Возбудитель столбняка — столбнячная палочка (по-латыни — Clostridium tetani). Она относится к роду Clostridium, который включает, как минимум, 209 разных видов и 5 подвидов анаэробных сапрофитных (использующих для питания разлагающиеся ткани или продукты жизнедеятельности животных и растений) грамположительных бактерий [1]. Столбнячная палочка — один из четырех наиболее изученных видов патогенных микроорганизмов из рода Clostridium. Другие три:

Столбнячная палочка может существовать только там, где нет кислорода (в науке такие организмы называются облигатными анаэробами) [1]. Несмотря на такую привередливость, она распространена повсеместно, и полностью ее ликвидировать, видимо, никогда не удастся. Секрет живучести прост: помимо вегетативной («взрослой», активно размножающейся) формы, она может существовать в виде спор. Под микроскопом вегетативная форма бактерии выглядит как палочка, имеет длину 2–2,5 и ширину 0,3–0,5 микрометра. Она подвижна за счет расположенных по всей поверхности клетки жгутиков. В процессе образования спор бактерия теряет жгутики и приобретает характерную форму, напоминающую барабанную палочку или теннисную ракетку (рис. 1) [1–4].

Рисунок 1. Внешний вид вегетативной формы Clostridium tetani (без споры и со спорой) и споры. Вегетативная форма привередлива, быстро погибает под действием негативных факторов, чувствительна к некоторым антибиотикам. Споры, напротив, очень живучие и могут годами сохраняться в почве и домашней пыли.

Споры столбнячной палочки устойчивы к высушиванию, они выживают при кипячении и обработке дезинфицирующими средствами. Вегетативные формы, напротив, быстро погибают в неблагоприятных условиях и чувствительны к некоторым антибиотикам, таким как метронидазол и бензилпенициллин. Споры сохраняются в почве и домашней пыли от нескольких месяцев до нескольких лет, они присутствуют в пищеварительном тракте животных, навозе. Clostridium tetani может обитать даже в кишечнике человека, не причиняя вреда и не вызывая каких-либо симптомов [2], [5].

Оптимальная температура для культивирования возбудителя в лаборатории — 33–37 °C. Столбнячную палочку выращивают на различных анаэробных (лишенных кислорода) питательных средах, таких как тиогликолят и гидролизат казеина. На кровяном агаре микроорганизм образует характерные колонии в виде сеточек из тонких нитей (рис. 2). Во время роста колоний выделяется газ и возникает характерный неприятный запах [3].

Рисунок 2. Колонии Clostridium tetani на кровяном агаре

Для того чтобы инактивировать споры, нужно опустить их на 15–24 часа в дезинфицирующие растворы, например, фенола (5%), формалина (3%), хлорамина (1%), перекиси водорода (6%). Водный раствор йода и 2% глутаровый альдегид при рН 7,5–8,5 убивают споры в течение трех часов. Автоклавирование при 120 °С и 100 кПа уничтожает их в течение 15–20 минут [3].

Конечно же, самая важная особенность Clostridium tetani, из-за которой против этого возбудителя нужна вакцинация, — это способность вырабатывать опасный для человека токсин.

Историческая справка

Столбняк известен человечеству с древних времен: впервые его симптомы были описаны более 3000 лет назад в Древнем Египте [6]. В древнеегипетском папирусе Эдвина Смита (1550 г. до н. э., рис. 3) рассказывается о 33 случаях травм черепа, лица, челюсти и спинного мозга. Особенно интересен случай №7 — лечение зияющей раны на голове. Судя по описанию, развилось осложнение, которое вполне могло быть столбняком. Древний врач обработал рану обезболивающим средством и наложил чистую повязку. Он считал, что у пациента есть все возможности выздороветь. Но со временем рана начала неприятно пахнуть, и больной перестал открывать рот из-за спазма мышц.

Рисунок 3. Фрагмент папируса Эдвина Смита — первого в истории документа, в котором можно найти описание клинической картины столбняка и выводы о бесполезности его лечения.

Папирус так описывает эту ситуацию [7]:

Вы обнаружите у этого пациента, что его плоть под раной стала теплой. Его стала беспокоить зубная боль на стороне поражения. Вы кладете руку на его лицо и обнаруживаете, что его лоб мокрый от пота. Мышцы его шеи напряжены, его лицо красное. Запах, который исходит от его черепа, похож на запах экскрементов овец/коз. Он не может открыть рот, его брови приподняты, лицо выглядит так, как будто он плачет. Вы скажете об этом больном: “У него зияющая рана на голове, распространяющаяся до кости и проникающая в полость черепа”. У него возникла зубная боль, его рот не может открыться, мышцы шеи напряжены. Этот недуг не стоит лечить.

А вот как описал случай столбняка древнегреческий врач Гиппократ:

Капитан корабля поранил якорем указательный палец правой руки. Через семь дней появилось некоторое количество отвратительных выделений, а затем проблемы с речью — он пожаловался, что не может должным образом разговаривать. Был диагностирован столбняк, его челюсти сжались, зубы сжались, появилось напряжение мышц на шее, на третий день появились опистотонус и потливость. Через шесть дней с момента установления диагноза он умер.

Шли столетия, а в отношениях между людьми и столбнячной палочкой практически ничего не менялось. Люди по-прежнему заражались, некоторые погибали, а врачи по-прежнему могли лишь разводить руками и всякий раз надеяться, что болезнь пройдет, не погубив очередную жертву.

Ситуация стала меняться в конце XIX века. Впервые предположение о том, что столбняк — инфекционное заболевание, вызванное неким микроорганизмом, высказал русский хирург Нестор Дмитриевич Монастырский (рис. 4). В 1883 году он обнаружил бактерию в выделениях из раны больного столбняком спустя восемь дней после заражения. Возбудителя удалось выделить из раны как прижизненно, так и посмертно. Но Монастырский не успел получить лавры первооткрывателя столбнячной палочки из-за того, что опубликовал результаты своих наблюдений с большой задержкой — только в 1885 году [8].

Независимо от Монастырского, в 1884 году возбудителя столбняка обнаружил 22-летний немецкий медик Артур Николаер (рис. 5). Его и считают во всем мире первооткрывателем Clostridium tetani. В Англии и Франции эту бактерию зачастую так и называют — бацилла Николаера [9].

Рисунок 4. Нестор Дмитриевич Монастырский (1847–1888 гг.) — русский хирург, первым установивший микробную природу столбняка и выделивший бактерию из раны больного. Результаты своих наблюдений он изложил в сочинении «Наблюдения и исследования о травматическом столбняке», опубликованном в Санкт-Петербурге в 1885 году.

Ядовитый микроб: почему столбнячная палочка опасна для человека?

Столбнячная палочка выделяет два токсина: тетанолизин и тетаноспазмин.

Тетанолизин — это кислородочувствительный гемолизин, который может играть роль в развитии местной инфекции, но не имеет никакого другого известного значения в развитии столбняка [3].

Минута научного занудства: о токсинах клостридии для профессионалов

Тетаноспазмин выделяется в ткани после разрушения бактериальных клеток в виде протоксина (неактивного предшественника). Оказавшись вовне, он расщепляется тканевыми или бактериальными ферментами протеазами и переходит в активную форму. Она имеет молекулярную массу 150 000 кДа и состоит из двух цепей: легкой (50 000 кДа) и тяжелой (100 000 кДа) (рис. 6) [3].

Рисунок 6. Строение тетаноспазмина. Токсин состоит из тяжелой цепи с двумя доменами и легкой цепи, которые соединены между собой дисульфидной связью.

Молекула токсина имеет три домена, каждый из которых выполняет свою роль на определенном этапе [3]:

В общих чертах путь тетаноспазмина в организме зараженного человека выглядит следующим образом [3]:

Путь токсина в нервной системе и патогенез заболевания показаны на рисунке 7.

Рисунок 7. Путь столбнячного токсина в теле человека

Пути заражения

Наиболее распространенный способ заражения столбняком — через рану. Это может произойти как на улице, так и в помещении. Так как вегетативная форма возбудителя не может жить в присутствии кислорода, рана должна быть особенной: небольшой, но глубокой. За счет этого внутри создаются бескислородные условия, которые способствуют выживанию бактерий. Чаще всего столбняк развивается у людей, которые получили колотые, рваные раны, ссадины. Примерно в трети случаев колотая рана, через которую произошло заражение, находилась в области ногтя. Это происходит из-за того, что ноги и руки часто контактируют с землей, часто происходит повреждение в области ногтей на руках острыми предметами (например иглами) во время работы. В то же время, за счет того, что ноготь прикрывает кожу, в этих местах легко возникает «бескислородный мешок» [2], [3].

Риск заражения столбняком повышается при дополнительном повреждении кожи, например, абсцессах, гангрене, ожогах, обморожениях, трофических язвах (как при сахарном диабете). Известны случаи, когда заболевание развивалось как осложнение среднего отита, повреждений роговицы, абсцесса пародонта, инородных тел носа, после абортов, различных хирургических вмешательств, стоматологических процедур (например, удаления зубов, лечения корневых каналов). Возбудителя можно занести в организм, если делать инъекции грязными шприцами, в тату-салонах и салонах пирсинга, где не соблюдаются правила стерилизации инструментов [2].

Столбнячная палочка проникает в организм человека только из окружающей среды в виде спор, которые затем, в бескислородных условиях, могут перейти в вегетативную форму.

Больной человек не опасен для окружающих, от него нельзя заразиться.

Симптомы

В зависимости от проявлений, принято выделять четыре типа столбняка:

Рассмотрим течение и основные симптомы заболевания на примере классической формы — генерализованного столбняка.

Инкубационный период заболевания составляет в среднем 8–14 дней, может продолжаться от 3 до 21 дня. У новорожденных он обычно короче. Поначалу беспокоит боль в области раны, возникают подергивания в окружающих мышцах, болезненность по ходу нерва в пораженной конечности. Иногда основным симптомам предшествуют раздражительность, беспокойство, учащенное сердцебиение, потливость [1], [13].

Далее возникает напряжение в мышцах нижней челюсти (тризм), из-за этого больному становится сложно открывать рот, а затем это становится и вовсе невозможным. Появляется характерное выражение лица: челюсти сильно сжаты, брови приподняты, крылья носа «раздуты», углы рта оттянуты в стороны и вниз. Лицо больного как будто одновременно выражает улыбку и гримасу страдания, поэтому такая картина получила образное название «сардоническая гримаса» — risus sardonicus (рис. 8) [1], [13].

Рисунок 8. Risus sardonicus — характерное выражение лица при столбняке. Рот больного как будто растянут в страдальческой улыбке, брови и крылья носа приподняты.

Постепенно напряжение распространяется ниже, на другие группы мышц. Возникает ригидность (напряжение и жесткость) мышц затылка. В зависимости от того, какие группы мышц затрагивает тоническое напряжение, больной принимает одну из характерных поз:

Рисунок 9. Опистотонус — характерное проявление генерализованной формы столбняка. Больной выгибается в виде дуги и фиксируется на голове и пятках. Эту картину написал в 1809 году сэр Чарльз Белл — шотландский анатом и физиолог. На ней изображен человек, который заразился столбняком после огнестрельного ранения.

Периодически тоническое напряжение сменяется клоническими судорогами — короткими сокращениями, подергиваниями мышц. Они причиняют сильную боль, могут возникать часто и сохраняться очень долго, изнуряют больного.

Почему столбняк — опасное заболевание?

Прогноз сильно зависит от того, был ли человек ранее привит. Так, согласно статистике США, смертность от заболевания среди непривитых на данный момент составляет 15%, а среди привитых — всего 6% [2].

Самая распространенная причина смерти от столбняка — аритмия и остановка сердца в результате поражения ствола головного мозга [1], [2]. Но заболевание может приводить и к другим серьезным осложнениям:

Если у человека возникли симптомы, напоминающие столбняк, его нужно немедленно доставить в больницу. Врач устанавливает диагноз после осмотра на основании характерной клинической картины. Лабораторные исследования, направленные на обнаружение возбудителя, не требуются [1], [15].

Неонатальный столбняк: бич новорожденных

Столбняк у новорожденных выделен в особую категорию, потому что он протекает очень тяжело и нередко приводит к смерти. Наиболее высока заболеваемость и смертность в странах с низким уровнем доходов населения, в сельской местности, где роды зачастую происходят на дому, в антисанитарных условиях.

Заражение неонатальным столбняком происходит через пуповину. Симптомы появляются на 3–24 день жизни. Ребенок отказывается от кормления, потому что не может нормально сосать из-за спазма жевательных мышц, у него возникает risus sardonicus, спазм мышц рук и ног — сначала от воздействия раздражителей (яркого света, прикосновений, громких звуков), затем спонтанно. В финале развивается опистотонус.

Помимо неонатального, актуальна проблема материнского столбняка. Этим термином обозначают заболевание, которое развивается в течение беременности или шести недель после родов (аборта). Оно также отличается более тяжелым течением и высокой смертностью по сравнению с «обычным» столбняком.

В качестве мер профилактики неонатального и материнского столбняка эксперты рекомендуют: вакцинацию женщин репродуктивного возраста и во время беременности, роды в условиях родильных домов с соблюдением правил асептики и антисептики, тщательный эпиднадзор [16].

Лечение

Как только пациент доставлен в клинику, его сразу помещают в палату интенсивной терапии и начинают лечение:

Как работает иммунитет против столбняка?

О том, как работает противоинфекционный иммунитет, можно узнать из нашей статьи «Иммунитет: борьба с чужими и… своими» [17]. В случае со столбняком важную роль играют антитела. Они умеют специфически «распознавать» разные белки столбнячной палочки. Наиболее важны те, что нацелены на тетаноспазмин.

Иммунная система нейтрализует тетаноспазмин с помощью особых антител — антитоксинов, которые представляют собой иммуноглобулины класса G. Они вырабатываются в организме при двух условиях: во время болезни и после прививки [15], [18].

Человек может получить защиту против столбняка путем активной (прививка анатоксином, который заставляет организм вырабатывать собственные антитела) или пассивной (после введения иммуноглобулина) иммунизации. Во время беременности будущего ребенка защищают антитела матери, которые проникают через плаценту [15], [18].

Раньше велись споры о том, возможна ли естественная иммунизация: может ли иммунитет сохраняться после перенесенного столбняка и защищать человека еще в течение некоторого времени? На данный момент ученые уверены, что ответ на этот вопрос — «нет». После перенесенного заболевания человек вполне может заболеть повторно. Единственный эффективный способ защиты — вакцина [3].

История создания противостолбнячной вакцины

Рисунок 10. Китасато Шибасабуро (1853–1931 гг.) — японский ученый, впервые в истории получивший чистую культуру Clostridium tetani.

В 1889 году японский врач и бактериолог Китасато Шибасабуро (рис. 10) впервые получил чистую культуру столбнячных палочек [19]. Вместе с Эмилем Адольфом фон Берингом [20] они продемонстрировали, что сыворотка кроликов, подвергшихся воздействию столбнячного токсина, будучи введенной неиммунизированным животным, помогает предотвратить у них заболевание [21]. Этим было положено начало развитию пассивной иммунизации.

В 1893 году французский ветеринар и микробиолог Эдмонд Нокар (рис. 11) успешно применял сыворотку для пассивной иммунизации лошадей против столбняка [22].

Рисунок 11. Эдмонд Нокар (1850–1903 гг.) — французский ученый, внесший большой вклад в развитие пассивной иммунизации против столбняка.

Вся последующая история развития вакцин против столбняка сильно связана с историей войн (рис. 14). Ведь поле боя — это место, где люди постоянно получают ранения, и тут клостридии не упускают своих возможностей. Усилия врачей и ученых были направлены на решение этой проблемы.

Спустя пару десятилетий нашелся повод для первого массового применения лошадиного противостолбнячного антитоксина на людях: началась Первая мировая война. Из-за того что препарат был плохо очищен, у многих пациентов развивались анафилактические реакции, сывороточная болезнь и другие серьезные осложнения [23], [24].

С 1960-х годов стали доступны человеческие противостолбнячные антитела. Сегодня от лошадиной сыворотки в развитых странах отказались из-за аллергических реакций.

Рисунок 12. Рамон Гастон (1886–1963 гг.) — создатель столбнячного анатоксина. Он первым обнаружил, что формалин инактивирует дифтерийные и столбнячные токсины, сохраняя их способность вызывать иммунный ответ.

Эпоха активной иммунизации против столбнячной палочки началась в 1923 году, когда французский ветеринар Рамон Гастон (рис. 12) сначала открыл феномен флокуляции, позволяющий титровать столбнячный и дифтерийный токсины in vitro («в пробирке»), а затем заметил, что после обработки небольшим количеством формалина токсин больше не может нанести вреда человеку, но сохраняет антигенность, то есть способность вызывать иммунный ответ. Так были изобретены анатоксины (токсоиды) — «обезоруженные» токсины, которые и являются основным работающим компонентом вакцины [25], [26].

На основе анатоксинов, полученных Гастоном, создали вакцину, которая спустя 20 лет помогла спасти множество жизней. Вакцинация от столбняка, которая на тот момент уже была широко внедрена, принесла неоценимую пользу армиям союзников во время Второй мировой войны.

Рисунок 13. Павел Феликсович Здродовский (1890–1976 гг.) — микробиолог, иммунолог, д. м. н., профессор, академик АН СССР. Под его руководством были разработаны методы вакцинации против столбняка в Советском Союзе.

Бойцам советской армии вводили анатоксин, поливакцины, содержавшие смесь антигенов микробов брюшного тифа, паратифа А и В, холеры, дизентерий Григорьева—Шиги и Флекснера и столбняка, — они помогали быстро и относительно эффективно создавать иммунитет. Методы вакцинации против столбняка и некоторых других инфекций в СССР были разработаны под руководством микробиолога и иммунолога Павла Феликсовича Здродовского (рис. 13) [27], [28].

В 1944 году, в ходе кровопролитных сражений, британская, французская и американская армии практически не пострадали от столбняка, в то время как от него погибли многие немецкие солдаты. Вакцинация стала обязательной во французской армии еще с 1936 года, а в 1939 году союзные войска решили привить всех своих бойцов [26].

К 60-м годам прошлого столетия столбнячный анатоксин уже довольно широко применяли для активной иммунизации во многих странах. В 1974 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) приняла «Расширенную программу по иммунизации», в которую вошла комбинация дифтерийного и столбнячного анатоксинов [29]. С тех пор охват населения мира вакцинацией постоянно рос. Так, в 1980 году в странах за пределами Европы, Северной и Южной Америк три дозы вакцины АКДС [30] получило лишь 20% населения. К 2013 году средний показатель составил 86%, минимальный — 75% [31].

Рисунок 14. История столбняка: от первого упоминания до разработки АКДС.

Как изменилась ситуация со столбняком после появления вакцины?

После введения массовой вакцинации люди стали болеть столбняком намного реже. Это хорошо видно по динамике заболеваемости в США. Если в 1947 году, когда активная иммунизация, можно сказать, делала первые шаги, заболеваемость составляла 4 случая на 1 миллион населения, то в период с 2008 по 2011 год в США было зарегистрировано всего 233 случая, то есть на 95% меньше [29]. За тот же промежуток времени ежегодное количество смертей от столбняка уменьшилось на 99%. Конечно же, снижение показателей смертности — это заслуга не только активной иммунизации. Большую роль играют пассивная иммунизация и своевременное, правильное лечение [2].

Последняя статистика по смертности от неонатального столбняка доступна за 2015 год на сайте ВОЗ. Инфекция унесла жизни 34 019 новорожденных, что на 96% меньше, чем в 1980 году [32]. На рисунке 15 представлена динамика заболеваемости столбняком в России в 1997–2018 гг.

Рисунок 15. Заболеваемость столбняком на территории России с 1997 по 2018 годы

Тем не менее, столбняк остается актуальной проблемой современного здравоохранения. Он все еще убивает людей, хотя и далеко не так часто, как раньше. Чаще всего такие случаи встречаются в развивающихся странах, где есть проблемы с доступностью медицинской помощи, особенно в тропической зоне. Риски повышены у пожилых людей, так как многие из них получали последнюю дозу вакцины давно, а иммунитет с возрастом снижается [2], [29].

В ряде стран большую проблему представляет распространение столбняка среди детей, подростков и молодежи. По данным ВОЗ, в 2004 году 27 миллионов детей не получили третью дозу вакцины — решение этой проблемы помогло бы предотвратить многие случаи заболевания [29].

Современные вакцины

Все противостолбнячные вакцины для активной иммунизации производятся из анатоксина. На современном рынке представлены разные препараты, которые различаются по составу и в зависимости от этого имеют те или иные сокращенные обозначения:

Об истории разработки АКДС, ее составе, а также противопоказаниях и риске осложнений рассказано в статье «Коклюш: кашель, который убивает» [30]. Поэтому, прежде чем читать далее, очень советуем сначала ознакомиться с этим материалом! — Ред.

Требования к производству, свойствам и составу столбнячного анатоксина в России прописаны в Фармакопейной статье Министерства Здравоохранения Российской Федерации «Анатоксин столбнячный адсорбированный (АС-анатоксин)» ФС.3.3.1.0007.15.

Порядок вакцинации

Эксперты ВОЗ утверждают, что в идеале каждый человек должен получить 5 доз вакцины в детстве и еще одну — бустерную — в раннем зрелом возрасте. Первичный курс, состоящий из трех доз, рекомендуется проводить в течение первого года жизни. Затем в идеале ревакцинацию нужно провести в 4–7 лет и 12–15 лет. Шестую дозу женщинам обычно вводят во время первой беременности, а мужчинам — во время военной службы. Такая схема обеспечивает длительную защиту, возможно, в течение всей жизни. Схемы вакцинаций для разных групп людей, предложенные ВОЗ, представлены в таблице 3.

Российские рекомендации

В России вакцинация против столбняка входит в национальный календарь профилактических прививок, который регламентирован Приказом Министерства здравоохранения РФ от 21 марта 2014 г. N 125н «Об утверждении национального календаря профилактических прививок и календаря профилактических прививок по эпидемическим показаниям». В нем установлены следующие сроки иммунизации:

Дополнительную информацию содержат Методические указания МУ 3.1.2436-09 «Эпидемиологический надзор за столбняком», которые определяют не только возраст вакцинации, но и интервал между введениями и объем вводимой дозы (табл. 4, 5).

Экстренная профилактика столбняка

Если есть подозрение, что человек уже мог заразиться столбняком, проводят экстренную профилактику. Для нее применяют четыре препарата:

Высокий риск заражения возникает, когда человек получил травму кожи или слизистой оболочки (в том числе ожог, обморожение, лучевое повреждение), при проникающих ранениях желудка и кишечника, при их прободении (когда в стенке органа образуется отверстие), после абортов и родов, произошедших вне стен медицинского учреждения, укусов животных, при гангрене, длительно текущих гнойных процессах.

Врач определяет, нужна ли человеку профилактика столбняка, и какие препараты вводить, в зависимости от того, как он прививался ранее. Данные представлены в таблице 6.

Если человека покусало животное, важно провести иммунизацию не только против столбняка, но и против бешенства [33].

Возможные осложнения противостолбнячных вакцин

Противостолбнячная вакцина довольно безопасна. Согласно позиции ВОЗ, ее можно вводить женщинам во время беременности, людям, имеющим иммунодефицит (в том числе вызванный ВИЧ-инфекцией) [29]. Возможные реакции и осложнения после введения вакцины представлены в таблице 7.

Насколько эффективна прививка?

Установлено, что у многих людей концентрации антител, которые способны защитить от столбняка, достигаются после второй вакцинации. После введения третьей вакцины иммунитет вырабатывается практически у всех привитых. В большинстве исследований была обнаружена эффективность прививки от 80 до 100%. Люди с иммунодефицитом (ВИЧ-инфекция, СПИД) слабее реагируют на введение анатоксина, но в целом у них тоже вырабатывается защитный иммунитет.

Защита после прививки может сохраняться разное время, в зависимости от того, в каком возрасте человек был вакцинирован, сколько доз ему было введено, какие между ними были промежутки времени. Три первые дозы вакцины, введенные в детстве, обеспечивают защиту на 3–5 лет. Потом еще одна ревакцинация в детстве защищает до юношеского возраста. Затем еще две дозы вакцины помогают защититься от столбняка предположительно на 20–30 лет (всего получается 6 доз, в соответствии с рекомендациями ВОЗ; в соответствии с Российским прививочным календарем вводят минимум 7 доз) [29].

Можно ли ликвидировать столбняк?

В медицине существует такое понятие, как коллективный иммунитет: когда большой процент населения вакцинирован, возбудителю становится намного сложнее распространяться. Таким образом, невакцинированные люди тоже в какой-то степени находятся под защитой. Привитые создают своего рода подушку безопасности для маленьких детей, больных с иммунодефицитными состояниями и других людей, у кого повышен риск заражения [36]. Особенность столбняка в том, что он не передается от человека к человеку. Заражение происходит только из окружающей среды. Поэтому и коллективный иммунитет не формируется: даже если вокруг вас все привиты, ваши риски от этого не снижаются. Поэтому вакцинироваться должен каждый [18].

Заключение

Прививка столбнячным анатоксином — единственный надежный способ защититься от заболевания. Эффективные вакцины существуют, и задача, с которой предстоит справиться врачам и специалистам в области здравоохранения — обеспечить максимальный охват населения планеты вакцинацией. Мешают два фактора: низкая доступность препаратов в некоторых развивающихся странах и то и дело громко заявляющие о себе антипрививочные движения.

В настоящее время эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) заявляют в отношении столбняка две основные цели:

Источник