Dujinė gangrena (dujinė flegmona) – itin sunkus infekcinis procesas, kuris išsivysto, kai žaizdos užsikrečia anaerobinėmis patogeninėmis Clostridium genties bakterijomis. Ligą lydi sunkus apsinuodijimas, greitai progresuojanti audinių nekrozė (nekrozė), edema ir dujų susidarymas.
Klostridijos gyvena žemėje, daug jų yra gatvės dulkėse. Sužaloti žmonės, turintys didelius sutraiškyto raumenų audinio plotus, kur smarkiai sumažėja kraujo tiekimas ir susidaro daug „kišenių“, yra linkę į ligą. Bakterijos dauginasi tik tokioje aplinkoje, kur nėra deguonies. Patekę į deguonies aplinką, mikroorganizmai formuoja sporas ir tokioje būsenoje išlieka daugelį dešimtmečių. Jie gyvena žmonių ir žolėdžių žarnyne, su išmatomis patenka į dirvą, o paskui per gatvių dulkes pasklinda į aplinkos objektus. Esant palankioms sąlygoms, klostridijos suaktyvėja ir pradeda intensyviai daugintis. Iš daugelio klostridijų tipų paprastai tik 7 sukelia dujų gangreną.70-80% visų ligų sukelia Clostridium perfringens. Pagrindinis ligos gydymo metodas yra chirurginis. Žaizda atidaroma naudojant dryžuotus pjūvius. Ligai progresuojant galūnė amputuojama.
Iki šiol buvo aprašyta apie 80 Clostridium genties bakterijų rūšių. Dujų gangrenos priežastis žmonėms yra tik patogeninės klostridijų rūšys: Clostridium perfringens (70 - 80% visų susirgimų atvejų), Clostridium novi ir Clostridium septicum. Taip pat buvo aprašytos kitos patogeninės Clostridium genties bakterijos, tačiau jos yra daug retesnės. Visi mikroorganizmai yra privalomi anaerobai – jie auga ir dauginasi, kai nėra deguonies.
Esant nepalankioms sąlygoms, bakterijos formuoja sporas. Tokioje būsenoje jie gali išlikti ilgą laiką. Sporos atsparios saulės spinduliams, džiūvimui ir aukštai temperatūrai. Klostridijų augimas ir vystymasis vyksta tik anaerobinėmis sąlygomis. Žmonės ir visų rūšių gyvūnai yra jautrūs šiai ligai.
Infekcijos šaltiniai
Klostridijų nuolat yra dirvožemyje, žmonių ir žolėdžių žarnyne, kai kuriais atvejais, esant netinkamai higienai, ant odos gali atsirasti bakterijų.
Perdavimo maršrutai
Dujinė gangrena išsivysto, kai klostridijos pažeidžia plačias sutraiškytas žaizdas (šautinės žaizdos, plėštinės žaizdos, sumušimai), dažniausiai apatines galūnes ir liemenį bei storosios žarnos žaizdas. Bakterijos prasiskverbia į pažeistus audinius su dirvožemiu, dulkėmis, per drabužių likučius, lukštų fragmentus, chirurginių intervencijų, vaistų injekcijų ir abortų ne ligoninėje metu.Patyrus mano ir transporto traumas, dažnai sužalojami sėdmenys ir šlaunys. Galvijų, kiaulių, avių ir ožkų sužaloti asmenys yra imlūs šiai ligai. Žaizdos užterštos gyvūnų mėšlu. Kai kuriais atvejais liga išsivysto iš mažų, bet užterštų pjūvių. Liga greitai vystosi. Pirmieji jo požymiai atsiranda nuo pirmosios traumos dienos.
Ryžiai. 2. 90% visų dujų gangrenos atvejų sukelia Clostridium perfringens.
Klostridijos yra fakultatyvūs anaerobai (bakterijos auga ir dauginasi, kai trūksta deguonies). Jie yra saprofitai. Jie išlaisvina gamtą nuo negyvų organinių medžiagų per fermentacijos ir irimo procesus. Jų yra gyvūnų ir žmonių žarnyne, kur minta organinėmis šiukšlėmis, bet neįsiveržia (neprasiskverbia) į gyvus sveikus audinius.
Klostridijos yra lazdelės formos bakterijos (bacilos), kurios gamina daugybę toksinų ir fermentų, kurie nepalankiomis sąlygomis formuoja sporas. Patogeninės patogenų formos sukelia tokias rimtas ligas kaip stabligė, botulizmas ir dujų gangrena. Jie gamina pačius galingiausius žinomus nuodus – tetanospazminą (Clostridium tetani), botulino toksiną (Clostridium botulinum) ir a-toksiną (Clostridium perfringens).
Pagrindiniai dujinės gangrenos sukėlėjai yra Clostridium perfringens (70 - 80% atvejų), Clostridium novyi (20 - 43%) ir Clostridium septicum (5 - 18%). Daug rečiau paplitusios klostridijų rūšys, tokios kaip Clostridium histolyticum, Clostridium sordellii, Clostridium difficile, Clostridium fallax ir kt.
Dujų gangrena beveik visada yra mišri infekcija.Dažnai infekcijos metu prie klostridijų prisijungia aerobiniai mikroorganizmai: streptokokai, stafilokokai, Escherichia coli, Proteus ir kt.
Klostridijų taksonomija
Dujinės gangrenos sukėlėjai priklauso Bacillaceae šeimai, Clostridium genčiai. Clostridium gentis apima daugybę (apie 80) klostridijų rūšių.
Morfologija
Dujų gangrenos sukėlėjas yra gramteigiamas lazdelė. Bakterijos dažniausiai yra mobilios ir turi kapsulę. Kai kurioms klostridijų rūšims trūksta kapsulės, tačiau jos turi žvynelius. Didžiausia iš visų klostridijų yra C. novyi. Visos kitos bakterijos yra daug mažesnės.
Klostridijos nepalankiomis sąlygomis formuoja sporas, išsidėsčiusias centre arba po galais. Kai sporos išsidėsčiusios centre, strypas tampa kaip verpstė (arčiau – verpstė).
Clostridia sporos yra atsparios džiūvimui, aukštai temperatūrai ir saulės spinduliams. Jie gali išgyventi fiziologiniuose tirpaluose, toleruoja ilgalaikį virimą, užšalimą, ultravioletinę spinduliuotę, radiaciją ir vakuumą. Sporos pasižymi atsparumu daugeliui toksiškų ir dezinfekuojančių medžiagų.
Bakterijos gali išlikti sporų pavidalo šimtus metų. Esant palankioms aplinkos sąlygoms, sporos sudygsta. Dygimo procesas trunka 4 - 5 valandas.
Ryžiai. 4. Clostridium perfringens sporos.
Ryžiai. 5. Nuotraukoje pavaizduota klostridijų spora. Jo šerdyje yra ilsintis vegetatyvinė ląstelė.
Ryžiai. 6. Vegetatyvinės ląstelės dalijimasis sudygus sporoms.
Klostridijų biocheminės savybės ir toksinai
Dujinės gangrenos sukėlėjai fermentuoja angliavandenius, susidarant dujoms ir rūgštims, sudaro kompleksinius egzotoksinus – 12 fermentų (toksinų) ir enterotoksiną, sukeliantį žarnyno uždegimą. Bakterijos skirstomos į šešis serovarus (A, B, C, D, E, F), kurių kiekvienas turi savo nekrozines savybes. A serovaras yra pagrindinis dujų gangrenos sukėlėjas. Tai sudaro iki 90% visų ligos atvejų. Pagrindiniai toksinų taikiniai yra ląstelių membranos. Fermentai skatina jų skilimą, po kurio vyksta patinimas ir autolizė (savaiminis ištirpimas).
A ir C tipų bakterijos gamina enterotoksinus, kurie sukelia per maistą plintančias ligas ir nekrozinį enteritą.
Clostridium perfringens yra pagrindinis dujų gangrenos sukėlėjas
Dujų gangreną, apsinuodijimą maistu ir nekrozinį enteritą žmonėms ir gyvūnams sukelia Clostridium perfringens A, C ir D tipai. Panašias ligas, tačiau tik gyvūnams sukelia Clostridium perfringens B, C, D ir E tipai.
Patogeną pirmą kartą atrado Welchas ir Nettalas 1892 m.
Clostridium perfringens morfologija
Bakterijos atrodo kaip lazdelės su užapvalintais galais. Jie yra dideli, 3–9 × 0,9–1,2 mikrono dydžio. Fiksuotas. Jie yra pavieniui. Iš grynųjų kultūrų išskirtos klostridijos turi kapsulę. Gramo dažytos violetinės spalvos. Senosios kultūros praranda šį gebėjimą. Jie formuoja sporas, kurios aplinkoje išlieka daugelį dešimtmečių.
Ryžiai. 7. Clostridium perfringens grynos kultūros tepinėlis (nuotrauka kairėje). Bakterijų sporos (nuotrauka dešinėje).
Ryžiai. 8. Nuotraukoje pavaizduotos bakterijos Clostridium perfingens ir sporos.
Clostridium perfringens auginimas
Clostridium perfringens yra griežti privalomi anaerobai, chemoorganoheterotrofai. Jie auga paprastose maistinėse terpėse – cukraus kiekio kraujyje agare ir Kitta-Tarozzi terpėje. Bakterijų augimą lydi dujų susidarymas ir pH mažėjimas link rūgštinės pusės.
Ant cukraus ir kraujo agaro bakterijos sudaro lygias, blizgančias, apvalias formas (S kolonijos) arba pilkšvas kolonijas, plokščias, šiurkščias su dantytais kraštais (R kolonijos). Aplink kolonijas susidaro hemolizės zona. Patekusios į orą, kolonijos įgauna žalsvą spalvą. Agaro storio kolonijos įgauna lęšio formą.
Auginant skystoje terpėje (Kitta-Tarozzi terpėje), susidaro drumstumas ir intensyviai susidaro dujos. Vėliau terpė išsivalo ir į dugną nukrenta balkšvos plokštelės formos nuosėdos.
Auginant ant tulžies agaro susidaro kritulių zonos.
Auginant ant pieno, po 4 valandų pastebimas intensyvus krešėjimas, o varškė dėl dujų susidarymo įgauna skylėtą struktūrą ir dažnai atšoka. Panaši reakcija naudojama laboratorijose greitajai diagnostikai.
Augdamos mėsos sultinyje bakterijos gamina acto ir sviesto rūgštis, taip pat didelius kiekius dujų, tokių kaip H.2S,NH3 ir CO.
Ryžiai. 9. Clostridium perfringens kolonijos ant kraujo agaro.
Ryžiai. 10. C. perfringens identifikuojamas pagal jam būdingą hemolizės „dvigubą zoną“.
Klostridijų biocheminės savybės
Galingas fermentinis bakterijų aktyvumas suteikė joms epitetą perfringens, o tai reiškia – prasilaužti, prasilaužti. Dėl intensyvaus dujų susidarymo atsiranda pažeistų audinių pabrinkimas, maistinių medžiagų plyšimai.Clostridium perfringens gamina daugybę sacharolitinių fermentų, kurie fermentuoja gliukozę, laktozę, maltozę ir sacharozę, o vėliau susidaro rūgštis ir dujos. Jie intensyviai sutraukia pieną, po to susidaro kempinė, stambialąstelė krešulys („audros reakcija“).
Acetobutirato fermentacijos metu Clostridium perfringens sintetina sviesto rūgštį, nitratus paverčia nitritais ir sudaro lecitinazę.
Ryžiai. 11. Lecitinazės aktyvumo nustatymas. Aplink kolonijas aiškiai matomos drumstos aureolės zonos, susidedančios iš nusodintų lipidų.
Ryžiai. 12. Kairiajame mėgintuvėlyje yra Clostridium perfringens kultūra ant cukraus agaro. Dėl intensyvaus dujų susidarymo helio tipo terpėje susidarė plyšimo zonos.
Toksinų susidarymas
Bakterijos Clostridium perfringens pagal gaminamų toksinų (fermentų) spektrą skirstomos į A, B, C, E tipus. Dujinė gangrena ir per maistą plintančios toksinės infekcijos dažniau siejamos su A tipu, nekrozinis enterokolitas – su C tipu. „Toksino“ sąvoka vienija apie 12 šiandien nustatytų toksinų (fermentų) ir enterotoksino. Fermentų išsiskyrimas pažeisto audinio srityje sukelia sudėtingų medžiagų skilimą ir ląstelių pralaidumo sutrikimą, dėl kurio ląstelės išsipučia ir tirpsta.
Pagrindiniai klostridijų egzotoksinai
α-toksinas (fosfolipazė C). Jį intensyviau gamina A tipo klostridijos. Tai pagrindinis ir galingiausias toksinas. Fermentas hidrolizuoja (suskaido) ląstelių membranų fosfolipidus, o tai sukelia ląstelių sunaikinimą (lizę).Jis turi dermatonekrozinį ir mirtiną poveikį ir yra pagrindinis intersticinės invazijos ir intravaskulinės hemolizės veiksnys – mirtinos klostridžių toksinemijos simbolis. Turi lecitinazės aktyvumą.
b-toksinas (citotoksinas). Daugiausia gamina B ir C tipų klostridijos. Jis turi dermatonekrozinį ir mirtiną poveikį ir nesukelia hemolizės. Tai sukelia nekrozinio enterito vystymąsi.
Teta toksinas. Jis turi hemolizinį ir dermatonekrozinį poveikį. Jautrus deguoniui. Jis panašus į streptokokų O-streptoliziną.
v-toksino (proteinazės). Jie sutrikdo baltymų sintezės reakcijas, skaidydami nukleino rūgštis.
p-toksinas (kolagenazė ir želatinazė). Gaminamos A, C ir E tipų klostridijos, taip pat kai kurios D tipo bakterijų padermės. Fermentai skaido jungiamojo audinio želatiną ir kolageno skaidulas. Jie turi nekrozinį ir mirtiną poveikį.
Mu-toksinas (hialuronidazė). Tai yra klostridijų įsiskverbimo veiksnys. Fermentai skaido rūgštinius mukopolisacharidus ir hialurono rūgštį.
Nu-toksinas (DNR-za). Sunaikina ląstelių DNR.
q-hemolizinas. Dalyvaujant komplementui, jis sunaikina raudonųjų kraujo kūnelių membranas.
Fibrinolizinas. Tirpina fibrino skaidulas.
Hemagliutininas. Jam dalyvaujant, įvyksta eritrocitų agliutinacijos reakcija.
y-toksinas (proteinazė). Jo veikimas primena fibrinoliziną. Neskaido natūralaus (natūralaus) kolageno, bet naikina azokolą (denatūruotą kolageną), kazeiną ir želatiną.
Delta toksinas (elastazė). Tai proteolitinis fermentas. Suskaido baltymus ir peptidus.
Sigma toksinas. Jie gamina B ir C tipų klostridijas. Jis turi mirtiną poveikį ir pasižymi hemoliziniu aktyvumu.
Omega toksinas. Daugiausia gamina C tipo klostridijos.Jis turi dermatonekrozinį ir mirtiną poveikį.
Epsilon toksinas. Gamina B ir D tipų klostridijos, l-toksinus – E tipo klostridijos. Jie pasižymi mirtinu ir dermatonekrotizuojančiu poveikiu.
y- ir n-toksinai. Šių toksinų biocheminė prigimtis lieka nežinoma.
p-toksino. Tai audinių pralaidumo faktorius.
Dujų gangrenos sukėlėjo enterotoksinas
Enterotoksiną gamina A ir C tipų klostridijos.
Enterotoksinas Clostridium perfringens A padermė yra karščiui nestabilus baltymas, išsiskiriantis plonojoje žarnoje formuojantis sporoms. Veikiant jai plečiasi kapiliarai, didėja jų pralaidumas, padidėja vandens, natrio ir chloro jonų sekrecija, pažeidžiamos enterocitų membranos.
Clostridium perfringens C tipo enteropatogeniškumas susijęs su b-toksinu. Liga pasireiškia kaip nekrozinis enteritas.
Ryžiai. 13. Esant nepalankioms sąlygoms, kai kurios bakterijos formuoja sporas. Jie padeda mikroorganizmui išgyventi nepalankiomis sąlygomis daugelį dešimtmečių. Nuotraukoje pavaizduotos Clostridium genties bakterijų sporos.
Clostridium novyi yra vienas iš pagrindinių dujų gangrenos sukėlėjų. Didžiojo Tėvynės karo metu 42% atvejų dujinę gangreną sukėlė šio tipo bakterijos. Patogeną pirmą kartą išskyrė ir Clostridium oedematiens pavadino E. Segenas ir M. V. Weinbergas 1891 m. Vėliau šio tipo klostridijas išsamiau aprašė amerikiečių bakteriologas F. Novi, kurio vardu vėliau pradėta vadinti šios rūšies bakterijos.
Clostridium novyi morfologija
Klostridijos yra lazdelės, didelės, kartais šiek tiek išlenktos, 4 - 22 x 1,4 - 2 mikronų dydžio, mobilios, turi iki 25 žvynelių, dažnai išsidėsčiusios grandinėmis. Patogenas, kaip ir visos klostridijos, yra privalomi anaerobai. Kapsulė nesusidaro. Gram dažytos violetinės spalvos (Gram-teigiamas). Senosios kultūros praranda šį gebėjimą. Jie sudaro ovalias sporas, esančias centre ir po galais.
Ryžiai. 14. Clostridium novyi. Didelės pagaliukai, išdėstyti pavieniui arba grandinėmis.
Auginimas
Clostridium novyi yra griežti anaerobai. Labai jautrus deguoniui. Jie auga ant paprastos terpės: angliavandenių, kazeino ir mėsos peptono.
Auginant kietoje terpėje, permatomos, sultingos pilkšvos kolonijos susidaro po 48 val. Kraštai nelygūs. Paviršius grūdėtas. A, B ir C tipų klostridijos kartais sudaro dukterines kolonijas. Kolonijas supa hemolizės zona. D tipo klostridijos nesunaikina raudonųjų kraujo kūnelių.
Agaro gilumoje kolonijos primena vatos arba sniego dribsnius, dažnai rudos arba geltonos spalvos.
Auginant skystoje terpėje susidaro dujos ir maistinė terpė drumsčiasi, o nuosėdos krenta į dugną. Dėl H susidarymo pH pasislenka į rūgštinę pusę2S ir organinės rūgštys.
Antigeninė struktūra
Clostridium novyi identifikuojamas aptikus somatinius antigenus. Yra 4 serovarai, skirtingi antigeninėmis savybėmis ir susintetintais toksinais – A, B, C ir D serovarai.
Biocheminės savybės
A, B ir C tipo serovarai fermentuoja fruktozę, gliukozę ir maltozę – tik gliukozę. A, C ir D tipų serovarai skaido glicerolį. Visos atmainos sutraukia pieną ir suskaido želatiną. D tipo klostridijos gamina vandenilio sulfidą ir indolą, kitų tipų bakterijos – ne.
Clostridium novyi toksinai
Clostridium novyi gamina tokį patogeninį fermentą kaip fosfolipazė (a-toksinas), taip pat b, y, sigma, e ir n – toksinus, kurie turi nekrozinį, hemolizinį ir mirtiną poveikį. Sutrikdydami kraujagyslių pralaidumą, jie sukelia želė primenančios edemos vystymąsi.
Pirmą kartą Clostridium septicum 1877 metais aprašė L. Pasteur. Šios bakterijos yra oportunistinės. Normaliomis sąlygomis jie gyvena žmogaus žarnyne ir nesukelia ligų. Esant žarnyno defektams, pavyzdžiui, gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiui, infekcija pažeidžia žarnyną ir per kraują (hematogeniškai) plinta po visą organizmą. Skirtingai nuo Clostridium perfringens, dujų gangrena gali atsirasti be išankstinio sužalojimo ar žalos. Infekcija dažniau pasireiškia žmonėms, patyrusiems odos sužalojimus ir nudegimus, po operacijų ir sepsinių abortų, periferinių kraujagyslių ligų, diabeto, gaubtinės žarnos vėžio.
Liga greitai vystosi. Iki 80% suaugusiųjų miršta per pirmąsias 2 dienas. Išgyvenamumas padidėja asmenims, nesergantiems gretutinėmis apatinių galūnių ligomis.
Clostridium septicum pažeidžia ir žmones, ir naminius gyvūnus: stambius ir mažus gyvulius.
Morfologija
Clostridium septicum yra lazdelės formos bakterija. kurių matmenys 3 - 4 x 1,1 - 1,6 mikronai. Kultūrose kartais susidaro siūlinės bakterijų formos, kurių ilgis siekia iki 50 mikronų. Judrus (turi žvynelius). Kapsulė nesusidaro. Gram teigiamas. Laikui bėgant klostridijos praranda šią savybę. Jie yra griežti anaerobai.
Clostridium septicum gamina sporas. Sporos dažniausiai išsidėsčiusios subterminaliai, rečiau – centre.
Ryžiai. 16.Clostridium septicum mikroskopu.
Kultūros vertybės
Clostridium septicum gerai auga ant kazeino ir mėsos terpės, papildytos gliukoze.
Gliukozės ir kraujo agaro paviršiuje bakterijos sudaro permatomas kolonijas, blizgančias, susidedančias iš susipynusių siūlų, kurių periferijoje yra hemolizės zona.
Auginant ant 2% agaro, kolonijos atrodo kaip diskai.
Auginant ant Zeissler agaro, po 48 valandų susidaro ištisinė, subtili danga su hemolizės zona palei periferiją.
Auginant 1% cukraus agare, kolonijos susidaro giliai. Jie turi tankų centrą, susipynę siūlai, besitęsiantys iš periferijos.
Auginant mėsos peptono sultinyje susidaro vienodas drumstumas. Be to, stebimos birios nuosėdos ir dujų susidarymas.
Auginant Kitta-Tarozzi terpėje, bakterijos auga intensyviai formuojant dujas.
Ryžiai. 17. Auginant 1 % cukraus agare, kolonijos susidaro giliai. Jie turi tankų centrą, susipynę siūlai, besitęsiantys iš periferijos.
Antigeninė struktūra
Clostridium septicum turi H ir O antigenus. H antigenai identifikuoja 6 serovarus: A, B, C, D, E ir F.
Biocheminės savybės
Clostridium septicum sintetina daugybę fermentų. Jie gyvena ant įvairių organinių substratų, įskaitant tuos, kuriuose yra cukrų ir aminorūgščių, išskiriančių anglies dioksidą ir molekulinį vandenilį.
Bakterijos fermentuoja kai kuriuos angliavandenius: gliukozę, maltozę ir laktozę, gamindamos dujas ir rūgštis. Nitratai virsta nitritais. Jie skaido baltymus, išskirdami amoniaką ir vandenilio sulfidą. Pienas stingsta lėtai, veikiamas bakterijų. Jie neskaido sacharozės, glicerino ir manitolio. Jie nesudaro indolo.
Toksinai
Clostridium septicum gamina 4 egzotoksinus: a, p, y ir s. turintis nekrozinį, hemolizinį ir mirtiną poveikį.
