Czynnikiem wywołującym krztusiec jest bakteria Bordetella pertussis, która zawiera szereg składników, które wchodząc w interakcję z organizmem ludzkim mogą prowadzić do rozwoju procesów patologicznych. Krztusiec jest ostrą chorobą zakaźną przenoszoną drogą kropelkową.
Choroba objawia się objawami konwulsyjnego napadowego kaszlu oraz uszkodzeniem oskrzeli i ośrodkowego układu nerwowego. Na tę chorobę podatne są głównie małe dzieci.
Krztusiec znany jest od czasów starożytnych. Guillaume de Baillou po raz pierwszy opisał tę chorobę w 1578 r., po zaobserwowaniu epidemii tej choroby w Paryżu. Jego pełnego opisu dokonał Sydengam już w XVIII wieku. W 1847 r. Chorobę opisał krajowy naukowiec S. F. Chotovitsky. W 1906 roku Bordet i Gengou odkryli czynnik wywołujący krztusiec. Później stworzono szczepionkę, która znacznie zmniejszyła zachorowalność i wyeliminowała występowanie epidemii.
Krztusiec pozostaje poważnym problemem na całym świecie. Co roku na całym świecie choruje na nią około 60 milionów ludzi. Około 1 miliona umiera. Są to głównie dzieci do 1. roku życia.
Ryż. 1. Zdjęcie przedstawia atak kaszlu u dziecka chorego na krztusiec. Konwulsyjny, napadowy kaszel i długi przebieg choroby są przyczyną wielkiego cierpienia dziecka i rozpaczy jego rodziców.
Aktywne uodpornianie populacji dzieci, zastąpienie zjadliwego, toksycznego szczepu krztuśca mniej zjadliwym oraz udoskonalenie metod leczenia etiotropowego i patogenetycznego doprowadziły do znacznego zmniejszenia zachorowalności. W Federacji Rosyjskiej śmiertelność z powodu krztuśca wynosi setne części procenta, dlatego ten wskaźnik w strukturze ogólnej umieralności z powodu chorób zakaźnych praktycznie stracił jakiekolwiek znaczenie.
Na utrzymywanie się zachorowalności obecnie wpływają:
niski odsetek dzieci do 1. roku życia zaszczepionych przeciwko krztuścowi, czego przyczyną są zwolnienia lekarskie i odmowy rodziców;
osłabienie odporności po szczepieniu u dzieci w wieku szkolnym;
wady immunizacji;
według zagranicznych badaczy krztusiec wykrywa się u 26% dorosłych z długotrwałym kaszlem, pod maską której występuje u nich ta choroba;
przedwczesne podjęcie działań przeciwepidemicznych, co wiąże się z późnym rozpoznaniem choroby, co ułatwiają trudności w diagnozowaniu usuniętych postaci choroby i zmniejszona czujność lekarzy.
Epidemicznemu rozprzestrzenianiu się krztuśca, oprócz dużej podatności populacji dziecięcej, sprzyjają niekorzystne warunki życia (na przykład przeludnienie) i niezadowalający stan pracy profilaktycznej w zorganizowanych grupach dziecięcych.
Czynnik wywołujący krztusiec
Czynnikiem wywołującym krztusiec jest bakteria Bordetella pertussis (Haemophilus pertussis, Bordet-Gengou bacillus, pertussis bacillus), która została odkryta w 1906 roku przez Bordeta i Gengou w latach 1906-1908. i nazwany na cześć tych naukowców.
Bortedella należy do rodzaju Bordetella i dzieli się na kilka gatunków, z których jednym jest Bordetella pertussis. Bordetella powoduje krztusiec, który atakuje drogi oddechowe i towarzyszy mu napadowy kaszel spazmatyczny.
Bordetella parapertussis powoduje chorobę parapertussis przypominającą krztusiec.
Ryż. 2. Na zdjęciu czynnikiem wywołującym krztusiec jest bakteria Bordetella pertussis.
Jedynym nosicielem patogenów krztuśca jest człowiek.
Czynnikami wywołującymi krztusiec są tlenowce. Żyją i rozwijają się tylko w obecności tlenu atmosferycznego.
Bordetella pertussis to pałeczka hemoglobinofilna. Bakterie dobrze namnażają się na podłożach wzbogaconych krwią.
Prątki krztuśca są Gram-ujemne. Barwione metodą Gram na różowo lub czerwono.
Pałeczka krztuśca jest nieruchoma, wielkością przypomina krótki patyk w kształcie kokosa, końce są zaokrąglone, długość 0,5–2 mikronów, nie tworzą zarodników, występują osobno w rozmazach, rzadziej parami, tworzą otoczka chroniąca drobnoustroje przed fagocytozą.
Ryż. 3. Na zdjęciu bakteria Bordetella pertussis jest różowa (barwienie metodą Grama).
Odporność bakterii na środowisko zewnętrzne
Bordetella pertussis jest bardzo wrażliwa na czynniki środowiskowe i środki dezynfekcyjne, jednak utrzymuje się przez kilka godzin w suchej plwocinie. Wpływ temperatury 56O w ciągu 15 minut bezpośrednie działanie promieni słonecznych przez godzinę i światło ultrafioletowe zabiją bakterie.Bordetella pertussis wykazuje wrażliwość na wiele antybiotyków. W leczeniu krztuśca szeroko stosuje się antybiotyki erytromycynę, chloramfenikol, streptomycynę i tetracyklinę.
Hodowla patogenów krztuśca
Bordetelle są bardzo kapryśne. Rosną powoli tylko na specjalnych podłożach - kazeinowo-węglowym lub agarze ziemniaczano-glicerynowym. Kolonie pojawiają się po wysiewie 48 - 72 godzin później. Są okrągłe, drobne, wilgotne, o perłowym połysku (przypominającym kropelki rtęci). Przy uprawie na podłożu z dodatkiem krwi wokół kolonii pojawia się strefa hemolizy.
Rozwój Bordetelli jest hamowany przez inną mikroflorę, dlatego obecnie do pożywki dodaje się antybiotyk.
Charakterystyka biochemiczna Bordetella pertussis
Pałeczki na krztusiec nie rozkładają cukrów i alkoholi, nie tworzą indolu, nie redukują azotanów do azotynów i nie wytwarzają ureazy, enzymu rozkładającego kwas moczowy na amoniak i dwutlenek węgla.
Ryż. 4. Na zdjęciu kolonia Bordetella pertussis. Są okrągłe, drobne, wilgotne, o perłowym połysku, przypominającym kropelki rtęci.
Patogeny krztuśca zawierają substancje (antygeny), które mogą wywołać odpowiedź immunologiczną w organizmie osoby zakażonej (powstanie przeciwciał). Struktura antygenowa bakterii jest złożona i nie została jeszcze dostatecznie zbadana. Istnieją antygeny generyczne i antygeny specyficzne.
Obejmują one:
Aglutynogen. Aglutynogen (antygen), który powoduje powstawanie aglutynin (przeciwciał) w organizmie zakażonej osoby. Jeśli w organizmie znajdują się przeciwciała, co występuje u dzieci, które wyzdrowiały lub zostały zaszczepione przeciwko krztuścowi, test skórny wychodzi dodatni.Natomiast poprzez reakcję aglutynacji (sklejania bakterii z przeciwciałami) możliwe jest różnicowanie gatunków Bordetella pertussis i określenie ich wariantów antygenowych.
Bacillus krztuśca ma specyficzny antygen O (antygen somatyczny), który jest reprezentowany przez lipopolisacharyd ściany komórkowej, składający się z 14 składników. Organizm osoby zakażonej wytwarza przeciwciała przeciwko O-Ag, które wykorzystuje się w diagnostyce serologicznej choroby.
Toksyna krztuśca. Toksyna krztuśca wspomaga produkcję przeciwciał (antytoksyn). Być może to właśnie dzięki niemu w organizmie dziecka, które przebyło krztusiec, utrzymuje się długotrwała odporność.
Hemaglutynina. Przeciwciała wytwarzane przeciwko hemaglutyninie są zdolne do „sklejania” czerwonych krwinek. Za pomocą reakcji aglutynacji określa się rodzaj patogenu.
Antygen ochronny. Antygen ochronny czyni osobę odporną na infekcję.
Komórka bakteryjna patogenów krztuśca zawiera szereg składników, które wchodząc w interakcję z organizmem ludzkim mogą prowadzić do rozwoju procesów patologicznych. Obejmują one:
Toksyna krztuścowa określa obraz kliniczny choroby - skurcz oskrzeli, uogólniony skurcz naczyń z późniejszym wzrostem ciśnienia krwi.Pod wpływem toksyny krztuścowej w komórkach tkanek zakażonego dziecka zawsze obserwuje się wzrost poziomu cAMP (cyklicznego monofosforanu adenozyny). CAMP uczestniczy w szeregu procesów regulacyjnych. Wraz ze wzrostem jego stężenia w komórkach mobilność i zdolność wchłaniania makrofagów zostaje zablokowana.
Pod wpływem toksyny krztuścowej zwiększa się liczba limfocytów w organizmie osoby zakażonej i następuje pobudzenie produkcji insuliny.
Toksyna krztuścowa działa neurotoksycznie, wpływając na ośrodki kaszlu, zakończenia nerwowe oskrzeli, wpływając na ośrodki kaszlowe i oddechowe zlokalizowane w rdzeniu przedłużonym, tworząc w ten sposób błędne koło patologicznego kaszlu.
Toksyna krztuścowa prowadzi do rozwoju nadwrażliwości na serotoninę i histaminę, co skutkuje wstrząsem anafilaktycznym u zwierząt doświadczalnych.
Ryż. 6. Schemat budowy toksyny krztuścowej. Podjednostka A lub S1 ma aktywność enzymatyczną. Oligomer B (podjednostki S2 - S5) poprzez związanie się z komórką docelową sprzyja wnikaniu podjednostki S1 do wnętrza komórki.
Endotoksyna termostabilna (lipopolisacharyd)
Endotoksyny są uwalniane do krwi po zniszczeniu bakterii. Endotoksyna termostabilna jest składnikiem błony zewnętrznej patogenu krztuśca. Składa się z 3 kowalencyjnie połączonych składników: lipidu A, centralnego oligosacharydu i antygenu O.
Lipid A powoduje poważne uszkodzenia toksyczne, często kończące się szokiem toksycznym.
Centralny oligosacharyd powoduje łagodniejsze zmiany toksyczne.
Antygen O (antygen somatyczny) składa się z cukrów. Ich długość wpływa na przenikanie antybiotyków hydrofobowych do wnętrza komórki bakteryjnej.Organizm osoby zakażonej wytwarza przeciwciała przeciwko O-Ag, które wykorzystuje się w diagnostyce serologicznej choroby.
Hemaglutynina nitkowata (czynnik adhezji)
Hemaglutynina nitkowata jest jednym ze składników zewnętrznej błony komórki bakteryjnej. Wspomaga przyleganie mikroorganizmów do komórek nabłonkowych dróg oddechowych.
Mikrokosmki bakterii (pili, fimbrie)
Mikrokosmki pokrywające Bordetella pertussis sprzyjają adhezji bakterii do nabłonka rzęskowego dróg oddechowych. Niektóre antygeny kosmkowe sprzyjają tworzeniu przeciwciał ochronnych. Takie przeciwciała są niezbędnym składnikiem szczepionek przeciwko krztuścowi.
Pertaktyna i hemaglutynina włóknista
Pertaktyna i hemaglutynina włóknista sprzyjają adhezji bakterii do nabłonka rzęskowego dróg oddechowych.
Cyklaza Adenidada
Cyklaza Adenidad hamuje aktywność fagocytów i hamuje migrację monocytów. Cyklaza adenidadowa sprzyja tworzeniu przeciwciał ochronnych. Takie przeciwciała są niezbędnym składnikiem szczepionek przeciwko krztuścowi.
Dermatonekrotoksyna
Dermatonekrotoksyna i cytotoksyna uszkadzają tkankę. W uszkodzonym obszarze powstaje krwotok. Zwiększony przepływ krwi sprzyja napływowi składników odżywczych niezbędnych patogenom i ułatwia wchłanianie toksyny krztuścowej.
Cytotoksyna (toksyna tchawicza)
Toksyna tchawicza niszczy rzęski komórek nabłonka dróg oddechowych, powodując zastój płynu oskrzelowego, podrażniając ośrodki kaszlu.
Czynnik uwrażliwiający na histaminę
Czynnik uwrażliwiający na histaminę zwiększa podatność tkanek na szkodliwe działanie histaminy.
Ryż. 7. Zdjęcie pokazuje czynniki wywołujące krztusiec (mikroskopia, barwienie metodą Grama).
Krztusiec jest typową infekcją przenoszoną drogą powietrzną. Na epidemiologię choroby wpływa duża podatność człowieka na tę chorobę, stosunkowo duża częstość występowania postaci wymazanych, trudności diagnostyczne w początkowym okresie, utrzymująca się przez całe życie odporność poinfekcyjna oraz duża wrażliwość bakterii na czynniki środowiskowe.
Źródło infekcji
Jedynym nosicielem patogenów krztuśca jest człowiek. Niebezpieczeństwo stwarzają ludzie chorzy i nosiciele bakterii.
90 - 100% pacjentów stanowi zagrożenie dla innych od zakończenia okresu inkubacji i całego okresu klinicznych objawów choroby. Pod koniec 4. tygodnia okresu spazmatycznego tylko 10% pacjentów stanowi zagrożenie dla innych.
Wśród wszystkich pacjentów pacjenci z wymazanymi formularzami stanowią 10–50%. Stanowią ogromne zagrożenie dla zorganizowanych dzieci.
W ostatnich latach coraz częściej odnotowuje się przypadki zarażenia u osób dorosłych.
Nosiciele Bordetella pertussis nie stanowią szczególnego zagrożenia. Ich przenoszenie bakterii jest zwykle krótkotrwałe. Ponadto brak kaszlu znacznie zmniejsza uwalnianie patogenów do środowiska zewnętrznego.
Terapia antybiotykowa znacznie skraca czas potrzebny do wyizolowania patogenów krztuśca.
W jaki sposób przenoszony jest krztusiec?
Czynniki wywołujące krztusiec przenoszone są przez unoszące się w powietrzu kropelki. Masowe uwalnianie Bordetella pertussis obserwuje się od końca okresu inkubacji do końca okresu ostrych objawów choroby. Promień rozprzestrzeniania się infekcji jest ograniczony do 2 metrów. Niestabilność patogenu w środowisku zewnętrznym stanowi przeszkodę w rozprzestrzenianiu się infekcji poprzez przedmioty gospodarstwa domowego.
Podatność na infekcję
Podatność na zakażenie krztuścem jest wysoka. Wskaźnik zakaźności krztuśca wynosi 0,7–1,0.Oznacza to, że na krztusiec choruje od 70 do 100 osób na sto, które wcześniej nie chorowały, nie były szczepione przeciwko tej chorobie i nie miały bliskiego kontaktu z pacjentami.
Najbardziej podatne na tę chorobę są dzieci w pierwszych dniach i pierwszym roku życia. Podatność na krztusiec zostaje utracona po chorobie.
Podatność na krztusiec gwałtownie słabnie po szczepieniu, ale z biegiem lat wzrasta, co wymaga ponownego szczepienia. Zaszczepione dzieci mogą zachorować na krztusiec, ale ich choroba ma łagodny przebieg.
W rzadkich przypadkach osoby starsze ponownie zachorują na krztusiec. Śmiertelność z powodu krztuśca jest wyjątkowo niska i wynosi 0,04%.
Ryż. 8. Na krztusiec najbardziej podatne są dzieci w pierwszych dniach życia.
Sezonowość rozprzestrzeniania się infekcji
Zakażenie krztuścem rozprzestrzenia się jesienią i zimą. Rejestrację chorób rozpoczyna się we wrześniu. Okres rejestracji w przypadku krztuśca trwa 8 miesięcy. Szczyt zachorowań przypada na grudzień-styczeń.
Ogniska krztuśca w placówkach opieki nad dziećmi
Ogniska krztuśca w placówkach dziecięcych występują, gdy infekcja jest wprowadzana przez dzieci, których krztusiec występuje w postaci wymazanej, lub przez dzieci w nieżytowym okresie choroby.
Wczesna izolacja pierwszego chorego dziecka zapobiega dalszemu rozprzestrzenianiu się infekcji.
Wybuch krztuśca w grupach dziecięcych rozwija się powoli. Po pierwszym przypadku nowe przypadki choroby rejestrowane są u 1 – 3 dzieci co 2 – 10 dni.
Czasami czas trwania okresu, w którym chore dzieci nie są rejestrowane, przekracza dwa tygodnie - czas trwania okresu inkubacji. Po czym nowy wybuch epidemii jest poważniejszy niż poprzedni.
Wysoka podatność na krztusiec u małych dzieci, niekorzystne warunki życia i niewystarczająca praca profilaktyczna w grupach dziecięcych przyczyniają się do szerzenia się choroby.
