Gassgangren (gassflegmon) er en ekstremt alvorlig smittsom prosess som utvikler seg når sår blir infisert med anaerobe patogene bakterier av slekten Clostridium. Sykdommen er ledsaget av alvorlig forgiftning, raskt progredierende vevsnekrose (nekrose), ødem og gassdannelse.
Clostridia lever i bakken, det er mange av dem i gatestøv. Skadede personer med omfattende områder med knust muskelvev, hvor blodtilførselen er kraftig redusert og mange "lommer" dannes, er disponert for sykdommen. Bakterier formerer seg bare i et miljø hvor det ikke er oksygen. Når de utsettes for et oksygenmiljø, danner mikroorganismer sporer og forblir i denne tilstanden i mange tiår. De lever i tarmene til mennesker og planteetere, kommer inn i jorda med avføring og sprer seg deretter gjennom gatestøv til miljøgjenstander. Under gunstige forhold aktiveres clostridia og begynner å formere seg intensivt. Av de mange typene klostridier er det vanligvis bare 7 som forårsaker gassgangren.70-80 % av alle sykdommer er forårsaket av Clostridium perfringens. Hovedmetoden for å behandle sykdommen er kirurgisk. Såret åpnes ved hjelp av stripete snitt. Etter hvert som sykdommen utvikler seg, amputeres lemmen.
Ris. 1. Bildet viser gassgangren i underekstremiteten.
Epidemiologi
Til dags dato har rundt 80 arter av bakterier av slekten Clostridium blitt beskrevet. Årsaken til gassgangren hos mennesker er bare patogene arter av clostridia: Clostridium perfringens (70 - 80 % av alle sykdomstilfellene), Clostridium novi og Clostridium septicum. Andre typer patogene bakterier av slekten Clostridium er også beskrevet, men de er mye mindre vanlige. Alle mikroorganismer er obligatoriske anaerobe - de vokser og formerer seg i fravær av oksygen.
Under ugunstige forhold danner bakterier sporer. De kan forbli i denne tilstanden i betydelig tid. Sporene er motstandsdyktige mot sollys, uttørking og høy temperatur. Veksten og utviklingen av clostridia skjer bare under anaerobe forhold. Mennesker og alle typer dyr er mottakelige for sykdommen.
Smittekilder
Clostridier er konstant tilstede i jorda, tarmene til mennesker og planteetere i noen tilfeller, med dårlig hygiene, kan bakterier bli funnet på huden.
Overføringsveier
Gass koldbrann utvikler seg når clostridia infiserer omfattende knuste sår (skuddsår, rifter, blåmerker), oftest underekstremitetene og overkroppen, og sår i tykktarmen. Bakterier trenger gjennom skadet vev med jord, støv, gjennom klesrester, skallfragmenter, under kirurgiske inngrep, medikamentinjeksjoner og aborter utenfor sykehus.Ved mine- og transportskader oppstår ofte skader i sete og lår. Personer skadet av storfe, griser, sauer og geiter er mottakelige for sykdommen. Sårene blir forurenset med dyremøkk. I noen tilfeller utvikler sykdommen seg fra små, men forurensede kutt. Sykdommen utvikler seg raskt. De første tegnene vises fra den første skadedagen.
Ris. 2. 90 % av alle tilfeller av gassgangren er forårsaket av Clostridium perfringens.
Clostridia er fakultative anaerobe (bakterier vokser og formerer seg i fravær av oksygen). De er saprofytter. De frigjør naturen fra dødt organisk materiale gjennom prosessene med gjæring og forfall. De er tilstede i tarmene til dyr og mennesker, hvor de lever av organisk rusk, men ikke invaderer (penetrerer) levende sunt vev.
Clostridier er stavformede bakterier (basiller) som produserer en rekke giftstoffer og enzymer som danner sporer under ugunstige forhold. Patogene former for patogener forårsaker så alvorlige sykdommer som stivkrampe, botulisme og gass koldbrann. De produserer de kraftigste giftene som er kjent - tetanospasmin (Clostridium tetani), botulinumtoksin (Clostridium botulinum) og a-toksin (Clostridium perfringens).
De viktigste årsakene til gassgangren er Clostridium perfringens (70 - 80% av tilfellene), Clostridium novyi (20 - 43%) og Clostridium septicum (5 - 18%). Mye mindre vanlige er typer clostridier som Clostridium histolyticum, Clostridium sordellii, Clostridium difficile, Clostridium fallax, etc.
Gass koldbrann er nesten alltid en blandet infeksjon.Ofte, under infeksjon, slutter aerobe mikroorganismer seg til clostridia: streptokokker, stafylokokker, Escherichia coli, Proteus, etc.
Taksonomi av clostridia
De forårsakende midlene til gass koldbrann tilhører Bacillaceae-familien, slekten Clostridium. Slekten Clostridium inkluderer mange (omtrent 80) arter av clostridia.
Morfologi
Årsaken til gass koldbrann er en gram-positiv stav. Bakterier er vanligvis mobile og har en kapsel. Noen typer klostridier mangler en kapsel, men har flageller. Den største i størrelse av alle clostridia er C. novyi. Alle andre bakterier er mye mindre.
Ris. 3. Årsaken til gassen koldbrann Clostridium perfringens (ren kulturutstryk) under et mikroskop.
Clostridia sporulering
Clostridia under ugunstige forhold danner sporer lokalisert sentralt eller subterminalt. Når sporene er sentralt plassert, blir stangen som en spindel (closter - spindel).
Clostridia-sporer er motstandsdyktige mot uttørking, høy temperatur og sollys. De er i stand til å overleve i saltvannsløsninger, tåler langvarig koking, frysing, ultrafiolett bestråling, stråling og vakuum. Sporene viser motstand mot en rekke giftige og desinfeksjonsmidler.
Bakterier kan forbli i en sporelignende tilstand i hundrevis av år. Under gunstige miljøforhold spirer sporer. Spireprosessen varer i 4 - 5 timer.
Ris. 4. Clostridium perfringens sporer.
Ris. 5. Bildet viser en clostridia-spore. I kjernen er det en hvilende vegetativ celle.
Ris. 6. Deling av den vegetative cellen etter sporespiring.
Biokjemiske egenskaper og giftstoffer av clostridia
Årsaksmidlene til gass koldbrann gjære karbohydrater med dannelse av gass og syre, danner komplekse eksotoksiner - 12 enzymer (toksiner) og enterotoksin, som forårsaker tarmbetennelse. Bakterier er delt inn i seks serovarer (A, B, C, D, E, F), som hver har sine egne nekrotiske egenskaper. Serovar A er hovedårsaken til gass koldbrann. Den utgjør opptil 90 % av alle sykdomstilfellene. Hovedmålene for giftstoffer er cellemembraner. Enzymer fremmer deres nedbrytning, etterfulgt av hevelse og autolyse (selvoppløsning).
Bakterietype A og C produserer enterotoksiner, som forårsaker matbårne sykdommer og nekrotisk enteritt.
Clostridium perfringens er hovedårsaken til gass koldbrann
Gassgangren, matforgiftning og nekrotisk enteritt hos mennesker og dyr er forårsaket av Clostridium perfringens type A, C og D. Lignende sykdommer, men kun hos dyr er forårsaket av Clostridium perfringens type B, C, D og E.
Patogenet ble først oppdaget av Welch og Nettal i 1892.
Morfologi av Clostridium perfringens
Bakterier ser ut som stenger med avrundede ender. De er store og måler 3-9 × 0,9-1,2 mikron. Fikset. De er plassert enkeltvis. Clostridia isolert fra rene kulturer har en kapsel. Gramfarget lilla. Gamle kulturer mister denne evnen. De danner sporer som vedvarer i miljøet i mange tiår.
Ris. 7. Utstryk fra en ren kultur av Clostridium perfringens (bilde til venstre). Bakteriespore (bilde til høyre).
Ris. 8. Bildet viser bakteriene Clostridium perfingens og sporer.
Dyrking av Clostridium perfringens
Clostridium perfringens er strengt obligatoriske anaerober, kjemoorganoheterotrofer. De vokser på enkle næringsmedier - blodsukkeragar og Kitta-Tarozzi medium. Veksten av bakterier er ledsaget av gassdannelse og en nedgang i pH mot den sure siden.
På sukkerblodagar danner bakterier glatte, blanke, runde former (S-kolonier), eller gråaktige kolonier, flate, ru med taggete kanter (R-kolonier). En hemolysesone dannes rundt koloniene. Når de utsettes for luft, får kolonier en grønnaktig farge. Kolonier i tykkelsen av agaren får en linseformet form.
Ved dyrking i flytende medium (Kitta-Tarozzi medium) dannes det turbiditet ved intens gassdannelse. Deretter forsvinner mediet og et hvitaktig platelignende sediment faller til bunnen.
Ved dyrking på galleagar dannes det nedbørssoner.
Ved dyrking på melk, er det etter 4 timer observert intensiv koagulering, og ostemassen, på grunn av gassdannelse, får en hullet struktur og spretter ofte opp. En lignende reaksjon brukes i laboratorier for rask diagnostikk.
Ved dyrking i kjøttkraft produserer bakterier eddiksyre og smørsyre, samt store mengder gasser som H2S,NH3 og CO.
Ris. 9. Clostridium perfringens-kolonier på blodagar.
Ris. 10. C. perfringens identifiseres ved sin karakteristiske "dobbelte sone" for hemolyse.
Biokjemiske egenskaper til clostridia
Den kraftige enzymatiske aktiviteten til bakterier ga dem tilnavnet perfringens, som betyr å bryte, bryte gjennom. På grunn av intens gassdannelse oppstår hevelse av skadet vev og brudd på næringsmedier.Clostridium perfringens produserer et stort antall sakkarolytiske enzymer som fermenterer glukose, laktose, maltose og sukrose med påfølgende dannelse av syre og gass. De støter melk intensivt, etterfulgt av dannelsen av en svampete, grovcellet koagel ("stormreaksjon").
Bakterier bryter ned gelatin, eggehviter, koagulert myse og kollagen. Dekomponerer ikke kasein.
Under acetobutyratfermentering syntetiserer Clostridium perfringens smørsyre, reduserer nitrater til nitritter og danner lecithinase.
Ris. 11. Bestemmelse av lecitinaseaktivitet. Rundt koloniene er soner med en uklar glorie bestående av utfelte lipider godt synlige.
Ris. 12. I venstre rør er en kultur av Clostridium perfringens på sukkeragar. Som et resultat av intens gassdannelse i det heliumlignende mediet ble det dannet bruddsoner.
Giftstoffdannelse
Bakteriene Clostridium perfringens, i henhold til spekteret av toksiner (enzymer) de produserer, er delt inn i type A, B, C og E. Gassgangren og matbårne toksiske infeksjoner er oftere assosiert med type A, nekrotiserende enterokolitt - med type C Konseptet "toksin" forener ca. 12 identifiserte giftstoffer (enzymer) og enterotoksin. Frigjøring av enzymer i området med skadet vev fører til nedbrytning av komplekse stoffer og forstyrrelse av cellulær permeabilitet, som et resultat av at cellene svulmer og smelter.
De viktigste eksotoksinene til clostridia
α-toksin (fosfolipase C). Det produseres mer intensivt av clostridia type A. Det er det viktigste og kraftigste giftstoffet. Enzymet hydrolyserer (bryter ned) fosfolipider i cellemembraner, noe som fører til ødeleggelse (lyse) av celler.Det har en dermatonekrotisk og dødelig effekt, og er hovedfaktoren i interstitiell invasjon og intravaskulær hemolyse - et symbol på dødelig clostridial toksinemi. Har lecitinaseaktivitet.
b-toksin (cytotoksin). Hovedsakelig produsert av clostridia type B og C. Den har en dermatonekrotisk og dødelig effekt og forårsaker ikke hemolyse. Det forårsaker utvikling av nekrotisk enteritt.
Theta-toksin. Det har hemolytiske og dermatonekrotiske effekter. Følsom for oksygen. Det ligner på O-streptolysin av streptokokker.
v-toksin (proteinaser). De forstyrrer proteinsyntesereaksjoner ved å splitte nukleinsyrer.
p-toksin (kollagenase og gelatinase). Produsert av clostridia type A, C og E, samt noen stammer av bakterietype D. Enzymer bryter ned gelatin og kollagenfibre i bindevev. De har en nekrotiserende og dødelig effekt.
Mu-toksin (hyaluronidase). Det er en faktor i penetrasjonen av clostridia. Enzymer bryter ned sure mukopolysakkarider og hyaluronsyre.
Nu-toksin (DNA-za). Ødelegger cellulært DNA.
q-hemolysin. Med deltakelse av komplement ødelegger det røde blodcellemembraner.
Fibrinolysin. Løser opp fibrinfibre.
Hemagglutinin. Med sin deltakelse oppstår agglutinasjonsreaksjonen til erytrocytter.
y-toksin (proteinase). Virkningen ligner fibrinolysin. Bryter ikke ned naturlig (naturlig) kollagen, men ødelegger azocoll (denaturert kollagen), kasein og gelatin.
Deltatoksin (elastase). Det er et proteolytisk enzym. Bryter ned proteiner og peptider.
Sigma-toksin. De produserer clostridia type B og C. Det har en dødelig effekt og utviser hemolytisk aktivitet.
Omega-toksin. Produsert hovedsakelig av clostridia type C.Det har en dermatonekrotisk og dødelig effekt.
Epsilon-toksin. Produsert av clostridia type B og D, l-toksin - av clostridia type E. De viser en dødelig og dermatonekrotiserende effekt.
y- og n-toksiner. Den biokjemiske naturen til disse giftstoffene er fortsatt ukjent.
p-toksin. Det er en vevspermeabilitetsfaktor.
Enterotoksin av årsaken til gass koldbrann
Enterotoksin produseres av clostridia type A og C.
Enterotoksin Clostridium perfringens stamme A er et varmelabilt protein som frigjøres i tynntarmen under sporedannelse. Når de utsettes for det, utvider kapillærene seg, deres permeabilitet øker, utskillelsen av vann, natrium og klorioner øker, og membranene til enterocytter blir skadet.
Enteropatogenisitet av Clostridium perfringens type C assosiert med b-toksin. Sykdommen oppstår som nekrotiserende enteritt.
Ris. 13. Under ugunstige forhold danner noen bakterier sporer. De hjelper mikroorganismen til å overleve under ugunstige forhold i mange tiår. Bildet viser sporer av bakterier av slekten Clostridium.
Clostridium novyi er en av de viktigste årsakene til gass koldbrann. Under den store patriotiske krigen ble gassgangren forårsaket av bakterier av denne typen i 42 % av tilfellene. Patogenet ble først isolert og gitt navnet Clostridium oedematiens av E. Segen og M.V. Weinberg i 1891. Senere ble denne typen clostridia mer fullstendig beskrevet av den amerikanske bakteriologen F. Novi, hvis navn senere begynte å bli kalt denne typen bakterier.
Morfologi av Clostridium novyi
Clostridia er stenger, store, noen ganger svakt buede, måler 4 - 22 x 1,4 - 2 mikron, mobile, har opptil 25 flageller, ofte arrangert i lenker. Patogenet, som alle clostridier, er obligatoriske anaerobe. Det dannes ikke en kapsel. Gram-farget fiolett (Gram-positiv). Gamle kulturer mister denne evnen. De danner ovale sporer lokalisert sentralt og subterminalt.
Ris. 14. Clostridium novyi. Store pinner, arrangert enkeltvis eller i lenker.
Dyrking
Clostridium novyi er strenge anaerobe. Svært følsom for oksygen. De vokser på enkle medier: karbohydrat, kasein og kjøttpepton.
Ved dyrking på faste medier dannes det gjennomskinnelige, saftige gråaktige kolonier etter 48 timer. Kantene er ujevne. Overflaten er kornete. Clostridia type A, B og C danner noen ganger datterkolonier. Koloniene er omgitt av en hemolysesone. Clostridia type D ødelegger ikke røde blodlegemer.
I dypet av agaren ligner koloniene klumper av bomullsull eller snøflak, ofte brune eller gule.
Ved dyrking i flytende medier dannes det gass og næringsmediet blir grumsete, og sediment faller til bunnen. pH skifter til den sure siden på grunn av dannelsen av H2S og organiske syrer.
Antigen struktur
Clostridium novyi identifiseres ved påvisning av somatiske antigener. Det er 4 serovarer, forskjellige i antigene egenskaper og syntetiserte toksiner - serovarene A, B, C og D.
Biokjemiske egenskaper
Serovarer type A, B og C gjærer fruktose, glukose og maltose; serovarer type D gjærer kun glukose. Serovarer type A, C og D bryter ned glyserol. Alle stammer blander melk og bryter ned gelatin. Type D clostridia produserer hydrogensulfid og indol, andre typer bakterier gjør det ikke.
Clostridium novyi toksiner
Clostridium novyi produserer et patogent enzym som fosfolipase (a-toksin), samt b, y, sigma, e og n - toksiner som har nekrotisk, hemolytisk og dødelig effekt. Ved å forstyrre permeabiliteten til blodårene, fører de til utvikling av gelélignende ødem.
Clostridium septicum ble først beskrevet i 1877 av L. Pasteur. Disse bakteriene er opportunistiske. Under normale forhold ligger de i menneskets tarm og forårsaker ikke sykdom. Ved tarmfeil, som for eksempel tykktarmskreft, skader infeksjonen tarmene og sprer seg gjennom blodet (hematogent) i hele kroppen. I motsetning til Clostridium perfringens kan gassgangren oppstå uten forutgående skade eller skade. Infeksjonen er mer vanlig hos personer med skader og forbrenninger i huden, etter operasjoner og septiske aborter, perifere karsykdommer, diabetes og tykktarmskreft.
Sykdommen utvikler seg raskt. Opptil 80 % av voksne dør i løpet av de første 2 dagene. Overlevelsesraten øker hos individer uten samtidige sykdommer i underekstremitetene.
Clostridium septicum påvirker både mennesker og husdyr: store og små husdyr.
Morfologi
Clostridium septicum er en stavformet bakterie. med dimensjoner 3 - 4 x 1,1 - 1,6 mikron. I kulturer dannes det noen ganger filamentøse bakterier, opptil 50 mikron lange. Bevegelig (har flageller). Det dannes ikke en kapsel. Gram positiv. Over tid mister clostridia denne funksjonen. De er strenge anaerobe.
Clostridium septicum vokser godt på kasein og kjøttmedier supplert med glukose.
På overflaten av glukose-blodagar danner bakterier gjennomskinnelige kolonier, skinnende, bestående av sammenflettede tråder med en hemolysesone langs periferien.
Når de vokser på 2 % agar, ser koloniene ut som skiver.
Ved dyrking på Zeissler-agar dannes det etter 48 timer et kontinuerlig, delikat belegg med en hemolysesone langs periferien.
Når de dyrkes i 1% sukkeragar, dannes kolonier i dybden. De har et tett senter, med sammenflettede tråder som strekker seg fra periferien.
Ved dyrking i kjøttpeptonbuljong dannes en jevn uklarhet. Videre observeres løs sediment og gassdannelse.
Når de vokser på Kitta-Tarozzi-medium, vokser bakterier med intens gassdannelse.
Ris. 17. Ved dyrking i 1 % sukkeragar dannes kolonier i dybden. De har et tett senter, med sammenflettede tråder som strekker seg fra periferien.
Antigen struktur
Clostridium septicum har H- og O-antigener. H-antigenene identifiserer 6 serovarer: A, B, C, D, E og F.
Biokjemiske egenskaper
Clostridium septicum syntetiserer en rekke enzymer. De lever på forskjellige organiske substrater, inkludert de som inneholder sukker og aminosyrer, og frigjør karbondioksid og molekylært hydrogen.
Bakterier fermenterer noen karbohydrater: glukose, maltose og laktose, og produserer gass og syre. Nitrater omdannes til nitritter. De bryter ned proteiner og frigjør ammoniakk og hydrogensulfid. Melk stivner sakte under påvirkning av bakterier. De bryter ikke ned sukrose, glyserin og mannitol. De danner ikke indol.
Giftstoffer
Clostridium septicum produserer 4 eksotoksiner: a, p, y og s. har nekrotiske, hemolytiske og dødelige effekter.
Ris. 18.Vekst av Clostridium septicum på næringsmedier.
