Столбняк относится к инфекционным заболеваниям типа сапронозы (название происходит от греческого sapros, что означает гнилой и nosos что означает болезнь). Характерным для этой группы болезней является контактный механизм передачи возбудителя и место его обитания.
Местом обитания для бактерий столбняка являются объекты (не организм человека или животного), находящиеся вокруг нас – например, вода, почва, стул, стол. Так возбудитель болезни легионеров, относящейся к этой группе болезней местом обитания выбрал кондиционер, душ и подобные объекты.
Для столбняка не характерен эпидемиологический характер распространения, поскольку больной не представляет опасности для окружающих – он не заразен. Хотя и иммунитет на столбняк после болезни не развивается.
Справочно. Столбняк – это острая сапрозоонозная болезнь инфекционного характера, вызываемая Clostridium tetani. Патология проявляется тяжелым поражением нервных тканей столбнячными токсинами, приводящим к развитию выраженного мышечного гипертонуса и судорог тетанического характера.
Столбнячная инфекция относится к наиболее древним заболеваниям. Первое подробное описание патологии принадлежит еще Гиппократу. После того, как от столбняка скончался его сын, он составил подробное описание данной инфекции, дав ей название тетанус.
Также инфекция упоминается в таких книгах как Аюрведа и Библия. Следует отметить, что во всех описаниях столбняка его развитие всегда связывали с загрязнением открытой раневой поверхности землей. В некоторых странах, загрязненным испражнениями грунтом, даже обрабатывали оружие вместо ядов.
Справочно. Долгое время столбняк считался абсолютно неизлечимым заболеванием со стопроцентным уровнем летальности. На данный момент, столбняк считается излечимым заболеванием (при условии раннего адекватного обрабатывания раны и введения антистолбнячной сыворотки). Однако тяжелое течение столбняка до сих пор сопровождается высоким уровнем летальности. Госпитализация при столбняке является строго обязательной.
Самолечение невозможно, а единственным эффективным специфическим средством против столбняка является противостолбнячная сыворотка, ввести которую требуется не позднее 30-ти часов с момента появления первых симптомов заболевания. Более позднее введения средства малоэффективно.
Чем опасен столбняк
Справочно. О заболевании известно во всем мире. Чувствительность к столбнячной палочке высокая у людей всех рас и возрастов. Уровень смертности при столбняке (при условии отсутствия своевременного специфического лечения) составляет девяносто пять процентов для взрослых и сто процентов для новорожденных.
До разработки Гастоном Рамоном (1926-й год) специфической сыворотки, акушерский столбняк был одной из основных причин смертности рожениц и младенцев в роддомах.
На данный момент, столбняк встречается достаточно редко. Это связано с тем, что в 1974-м году ВОЗ ввела специальную стратегию снижения частоты встречаемости и полного искоренения управляемых инфекций (дифтерия, столбняк, полиомиелит и т.д.).
Внимание. Сейчас высокий уровень заболеваемости столбняком отмечается только в развивающихся странах, с низким уровнем экономики и недостаточным охватом населения профилактическими прививками. Это касается туристов, выезжающих в подобные страны.
Ведущими причинами смерти у больных со столбняком являются:
- остановка дыхания или остановка сердца на пике судорожных приступов;
- тяжелые метаболические и микроциркуляторные расстройства, приводящие к полиорганной недостаточности;
- вторичные гнойные осложнения, сепсис с септическим шоком.
Возбудитель столбняка
Clostridium tetani относится к крупным грам+ палочкам из рода клостридий. Столбнячная клостридия является строгим облигатным анаэробом, то есть для адекватного развития и размножения ей необходимы условия с полным отсутствием доступа кислорода.
Вегетативные токсинопродуцирующие формы абсолютно не жизнеспособны в окружающей среде. Поэтому, при неблагоприятных условиях столбнячная палочка превращается в споры, отличающиеся высочайшим уровнем устойчивости к физическому и химическому воздействию.
Сами споры столбняка не отличаются патогенными свойствами. Они не способны продуцировать токсин (тетаноспазмин) и при отсутствии благоприятных условий не вызывают заболевание.
Этим объясняется тот факт, что в зависимости от района проживания, примерно от пяти до сорока процентов людей являются носителями столбнячных палочек в кишечнике. Такое носительство является транзиторным, не сопровождается клинической симптоматикой и не приводит к развитию заболевания.
Однако, при попадании в анаэробные (бескислородные) условия, споры способны переходить обратно в патогенные, токсинопродуцирующие формы.
Внимание. По силе токсичных свойств, продуцируемый столбнячными палочками тетаноспазмин, уступает только ботулотоксину. Этот токсин продуцируется и считается сильнейшим из известных ядов.
Как можно заразиться столбняком
Источником заражения при столбняке являются животные. Клостридия в виде вегетативных форм или спор обнаруживается в желудке и кишечнике многих жвачных животных. В окружающую среду возбудитель столбняка выделяется вместе с испражнениями.
В грунте (особенно при влажном теплом климате) возбудитель может длительное время сохранять жизнеспособность, а при адекватных условиях (отсутствие прямого доступа кислорода) и активно размножаться. В связи с этим, почва является наиболее значимым естественным резервуаром столбнячной палочки.
Заражение происходит при попадании на поврежденную поверхность кожи (рану) земли, содержащей споры столбняка. Наибольший уровень заболеваемости столбняком отмечается в военное время. При осколочных ранениях, размозженных и огнестрельных ранах, создаются наиболее благоприятные (бескислородные) условия, позволяющие возбудителю активно размножаться.
Справочно. В мирное время наиболее частыми причинами столбняка являются различные травмы ног (прокол пятки ржавым гвоздем, колючкой, повреждение ног граблями при работе на даче и т.д.). Также столбняк может возникнуть при попадании земли в ожоговую рану, загрязнении обморожений или трофических язв, после проведения нелегальных (внебольничных) абортов и т.д. В развивающихся странах до сих пор отмечается высокий уровень заражения столбняком новорожденных при инфицировании пупочной ранки.
Восприимчивость к возбудителю столбняка крайне высокая во всех возрастных группах и не зависит от пола, однако чаще всего болезнь регистрируется у мальчиков до 10 лет (в связи с частым травматизмом во время подвижных игр на улице).
Как развивается заболевание
После попадания на раневую поверхность, споровые формы клостридий столбняка остаются в ней. 
Переход в вегетативную форму, с дальнейшим развитием инфекционного процесса возможен только при условии создания в ране бескислородных условий:
- глубокие колотые повреждения с длинным раневым каналом;
- попадание в рану гноеродной флоры, которая активно потребляет кислород;
- непрофессиональная обработка раны;
- закупорка просвета раны корками, тромбами и т.д.
Справочно. После того, как споры переходят в патогенные формы, они начинают активно размножаться и вырабатывать токсины столбняка (тетаноспазмин). Токсины быстро распространяются по всему организму и накапливаются в нервных тканях.
В дальнейшем происходит блокирование передачи тормозящих импульсов, вследствие чего к поперечнополосатой мышечной ткани начинают беспрерывно поступать спонтанные возбуждающие импульсы, вызывая ее тоническое напряжение.
Первые признаки столбняка всегда проявляются поражением поперечнополосатой мускулатуры, максимально приближенной к ране, а также мимических и жевательных мышц.
Симпатические признаки столбняка у взрослых и детей проявляются:
- высокой температурой тела,
- повышенным артериальным давлением,
- сильной профузной потливостью,
- обильным слюнотечением (на фоне резко выраженного пото- и слюноотделения может развиться обезвоживание).
На фоне постоянного тонического судорожного синдрома возникает тяжелое нарушение микроциркуляции в органах и тканях, приводящее к развитию метаболического ацидоза.
Справочно. В результате формируется порочный круг: метаболический ацидоз способствует усилению судорог, а судороги поддерживают прогрессирование метаболических и микроциркуляторных нарушений.
Столбняк – инкубационный период
Инкубационный период столбняка от одного до тридцати суток. Обычно заболевание проявляется через неделю-две после попадания клостридий в рану.
Внимание. Необходимо учитывать, что мелкие ранения могут затянуться к моменту появления первых симптомов, поэтому выявить входные ворота для инфекции можно только при сборе анамнеза.
Тяжесть заболевания находится в прямой взаимосвязи с длительностью периода инкубации. Чем он короче, тем тяжелее протекает столбняк.
Симптомы столбняка
Чаще всего, первыми симптомами заболевания являются: 
- появление тянущей и ноющей боли в области раны;
- скованность и трудность при глотании;
- мелкое подергивание мышц в области раны.
В некоторых случаях может отмечаться короткий период продромальных проявлений, протекающий с повышением температуры, ознобом, слабостью, раздражительностью, головными болями.
Важно. Первым высоко специфическим симптомом столбняка считается появление жевательного тризма (тонического напряжения жевательной мускулатуры, приводящего к затруднению, а в дальнейшем и полной невозможности разомкнуть зубы).
На начальных стадиях заболевания, данный симптом можно выявить специальным, провоцирующим спазм мускулатуры, приемом: на зубы нижней челюсти упираются шпателем и начинают по нему постукивать.
В дальнейшем прогрессирующее поражение нервных волокон токсинами приводит к тяжелому и специфическому поражению лицевой мускулатуры:
- искажение черт лица;
- появление резких морщин на лбу и вокруг глаз;
- растягивание рта в напряженной насильственной улыбке;
- приподнятие или опускание уголков рта.
В результате этого, выражение лица пациента приобретает одновременно плачущий и улыбающийся вид. Данный симптом носит название сардонической улыбки.
Также появляются выраженные нарушения глотания (дисфагия).
Внимание. Сочетание насильственной улыбки, глотательных нарушений и тризмов жевательной мускулатуры встречается только у пациентов со столбняком и считается наиболее специфической триадой симптомов, позволяющей максимально рано провести диф.диагностику и выставить диагноз.
Далее, в течение 3-4 суток появляется резкое повышение тонуса (гипертонус), поражающее мышцы спины, шеи, живота и конечностей. За счет этого тело больных принимает странные, вычурные позы. Они могут лежать на кровати, прикасаясь к ней только частью затылка и пяток (такое явление называется опистотонус) или выгибая спину мостиком (эмпростотонус).
Во всех мышечных группах, кроме мышц кистей и стоп, наблюдается резко выраженная скованность движений.
Справочно. Распространение тонического судорожного синдрома на межреберные мышцы и диафрагму приводит к появлению дыхательных расстройств.
Поражение мышечной системы у пациентов со столбняком сопровождается появлением сильнейшего болевого синдрома, постоянного мышечного гипертонуса, а также специфических столбнячных судорог тетанического характера.
Судорожные приступы сопровождаются мучительными болями, профузной потливостью и слюноотделением, повышенным артериальным давлением, лихорадкой. В зависимости от степени тяжести заболевания, судороги могут возникать от 1-2 до 10-15 раз в час. Длительность судорожного приступа может также варьировать от 20-30 секунд до нескольких минут.
При легком течении столбняка с длительным периодом инкубации (около двадцати дней) генерализированный судорожный синдром может отсутствовать.
На высоте судорожного синдрома могут возникнуть:
- разрывы мышц;
- остановка сердца и дыхания;
- перелом костей (при тяжелом течении возможен перелом позвоночника);
- разрывы сухожилий.
После окончания судорожного приступа, при неосложненном течении, температура постепенно снижается. При тяжелом или осложненном (присоединение вторичной бактериальной инфекции) течении возможна постоянная лихорадка.
Справочно. Длительность столбняка (период ярких клинических симптомов) зависит от тяжести инфекционного процесса. При легких формах – около 2-х недель, при тяжелых – более 3-х.
При местных (локализированных) формах столбняка (включая столбняк Розе, возникающий после травм головы) в начальном периоде судороги могут иметь только местный характер. То есть поражаются только мышцы, расположенные максимально близко к раневой поверхности, однако по мере прогрессирования заболевания, судорожный синдром все равно генерализируется.
Столбняк – симптомы у детей
Справочно. Симптомы столбняка у детей не отличаются от симптомов у взрослых, однако заболевание всегда протекает в более тяжелой форме. Судорожные синдромы более длительные, быстрее возникают тяжелые микроциркуляторные расстройства и клиническая картина метаболического ацидоза.
Первые симптомы столбняка также проявляются поражением мышц вокруг раневой поверхности, появлением сардонической улыбки и жевательных тризмов, однако генерализированные судороги развиваются гораздо быстрее, чем у взрослых.
Профилактика столбняка
Профилактика столбняка включает в себя специфические и неспецифические профилактические 
мероприятия. Под неспецифической профилактикой подразумевают профилактику травматизма (закрытая одежда и обувь при работе на земельных участках, использование защитных перчаток при пересаживании растений и т.д.).
Специфические профилактические мероприятия включают в себя:
- проведение плановой вакцинации;
- введение антистолбнячной сыворотки по экстренным показаниям;
- профессиональную хирургическую обработку раны;
- первичную неспецифическую обработку раны.
Внимание. Первичная обработка раны проводится сразу после получения травмы. Рану необходимо обильно промыть перекисью водорода. Для начала, смоченной в перекиси ваткой осторожно убирают поверхностные загрязнения из раны (попавшая в рану земля и т.д.) и обрабатывают поверхность вокруг самой раны.
После обработки перекисью, рану и кожу вокруг нее следует смазать зеленкой или йодом. В дальнейшем, необходимо наложить стерильную повязку (повязка должна быть не тугой и просто прикрывать поврежденный участок кожи, защищая его от новых загрязнений).
Внимание. После первичной неспецифической обработки, следует обратиться в травмпункт для проведения первичной хирургической обработки. Необходимо понимать, что самостоятельно, при глубоких ранах невозможно полностью очистить раневой канал от сгустков крови, загрязнений, иссечь нежизнеспособные ткани и т.д. Этим должен заниматься только хирург.
Также, по показаниям, рана обкалывается антистолбнячной сывороткой. Наиболее эффективным является введение сыворотки в первые тридцать часов после получения травмы.
Столбняк или тетанус – это острая микробно-токсическая инфекция, которая возникает в результате воздействия особых токсинов столбнячной палочки на нервную систему и мышцы с их поражением.
Столбняк проявляется в тяжелых судорожных сокращениях поперечнополосатой и гладкой мускулатуры тела с принятием типичных столбнячных поз. Заболевание тяжелое, дает смертельные исходы в случае запущенного течения, из-за чего проводится массовая вакцинация населения от столбняка.
Причины
Основным возбудителем является клостридия столбняка, которая относится к споровым бактериям. Бактерия очень устойчива к внешним условиям, длительно сохраняется во внешней среде, устойчива к средствам дезинфекции и стандартным растворам. Споры столбнячной палочки в благоприятной среде выделяют особые токсины.
Высока заболеваемость столбняком в жарких странах, где хуже заживают раны и выше обсеменена возбудителем почва. Уровень заболеваемости зависит от уровня вакцинации, и до 80% больных – это новорожденные с особой формой столбняка новорожденных с пупочной ранкой как входными воротами инфекции.
Столбняк связан с обширными и загрязненным ранами, а также с мелкими бытовыми травмами – порезами, ожогами, уколами грязными инструментами.
Виды
Выделяют
- столбняк взрослых,
- столбняк новорожденных (пупочный столбняк),
- местный столбняк,
- нейростолбняк,
- головной (бульбарный) столбняк.
Симптомы столбняка
Период инкубации столбняка длится около 1-2 недель, в редких случаях удлиняясь до месяца.
При этом проявления столбняка возникают уже после заживления ран, в которые попадают бациллы. Чем короче период инкубации, тем тяжелее будет течение болезни.
Болезнь начинается остро, на фоне хорошего самочувствия, но могут предварять общие симптомы – вялость, раздражимость, усталость.
Первый ключевой симптом столбняка – это тризм жевательных мышц (судорожное их напряжение с очень затрудненным открыванием рта). В начале болезни такой симптом выявляется врачом при помощи особых приемов, затем он возникает самопроизвольно.
- сардоническая улыбка из-за спазма мимических мышц,
- дисфагия (трудности при глотании) из-за спазматического сокращения мышц глотки и пищевода,
- поражение мышц сверху вниз, особенно выраженное в мышцах-разгибателях,
- ригидность мышц затылка с запрокидыванием головы, чрезмерное разгибание позвоночника с прогибанием дугой и выпрямлением конечностей,
- нарушается дыхание с поражением диафрагмы и межреберных мышц,
- возникают выраженные боли в мышцах,
- тонические судороги от любых раздражителей (свет, звук, прикосновение) с лихорадкой, потливостью, слюноотделением и спазмом мышц промежности с трудностями физиологических отправлений,
- на фоне поражений сознание остается ясным, нет изменений внутренних органов.
Диагностика
Диагноз столбняка выставляется по клиническим проявлениям, так как лабораторная симптоматика имеет не первостепенное значение.
Токсин не всегда может быть выявлен в раннем периоде, а выявление антител к столбняку может быть следствием прививок ранее. Нарастания антител к токсину может быть незначительным даже при формировании смертельных доз токсинов. Иногда может использоваться микроскопия мазков, гистология тканей, полученных в результате операции на инфицированных ранах.
Основа диагностики – сбор анамнеза об инфицировании ран, наличии подергивания в области мышц, болевых ощущений в мышцах.
Дифференциальная диагностика должна проводиться с бешенством , так как сходные симптомы могут быть в начальном периоде и у него. Похожим на столбняк может быть отравление стрихнином, тетания при поражении щитовидных желез, а также поражение головного и спинного мозга.
Лечение столбняка
Больных столбняком лечат реаниматологи и инфекционисты в реанимационных отделениях больниц.
Для того чтобы обеспечить покой создают приглушенный свет и тишину, полный покой.
Для нейтрализации столбнячных токсинов вводят специфические иммуноглобулины или противостолбнячные сыворотки. При судорогах назначаются седативные, противосудорожные препараты (сибазон, седуксен), обезболивают наркотическими анальгетиками (трамадол, морфин), назначают миорелаксанты, нейроплегические препараты.
При нарушениях дыхания проводят подключение к аппарату ИВЛ, поддерживают жизнеобеспечение аппаратами, назначаются слабительные, катетер в мочевой пузырь.
Назначаются антибиотики класса тетрациклинов, вливаются реополиглюкин, гемодез, плазму и альбумин. Пациентам требуется очень бережный уход.
Прививка от столбняка
Дети прививаются от столбняка пятикратно. Первая прививка делается в 3 месяца, далее в 4,5 мес., в полгода, в 1,5 года, затем в 6-7 лет.
Ревакцинация взрослых проводится в возрасте, начиная с 18-ти лет. Если в детстве был проведен полный курс противостолбнячной вакцинации, то достаточно одной прививки в 10 лет. При первичной вакцинации взрослого, ставятся 2 прививки с месячным интервалом, а через год еще одна.
Прививка ставится внутримышечно (обычно под лопатку, в плечо или бедро).
После прививки возможны побочные явления: припухлость в месте прививки, умеренная боль, повышение температуры (допускается ее сбивать жаропонижающими средствами). Все подобные симптомы в норме должны проходить за 2-3 дня.
Сделать прививку от столбняка и получить подробную консультацию можно в любой поликлинике по месту жительства.
Осложнения и прогноз
Зачастую осложнением столбняка является пневмония , так как ей способствуют нарушения дыхания и застой содержимого, нарушение дренажной функции бронхов.
Судороги мышц могут приводить к переломам костей, тел позвонков, разрыву мышц и связок, формируются мышечные контрактуры.
Прогноз у детей раннего возраста крайне неблагоприятен, дети гибнут. У взрослых зависит от вида столбняка, от длительности инфекции и тяжести, в среднем болезнь длится от двух недель до полутора месяцев.
Клостридии — подвижные грамположительные спорообразующие анаэробные палочки. Открытие клостридий принадлежит Л.Пастеру (1861).
По экологическим признакам выделяют 3 группы клостридий: возбудители бродильных процессов, возбудители гнилостных процессов, которые являются сапрофитами, и патогенные виды.
В настоящее время известно 15 видов патогенных клостридий. Наибольшее значение в патологии человека имеют C. botulinum - возбудитель ботулизма, C. tetani - возбудитель столбняка, C. perfringens - возбудитель газовой гангрены, пищевых токсикоинфекций и некротического энтерита, C. hystoliticum - возбудитель газовой гангрены, C. difficile - возбудитель псевдомембранозного колита, развивающегося на фоне антибиотикотерапии.
Столбняк - острая инфекционная болезнь из группы сапрозоонозов с контактным механизмом передачи возбудителя. В основе патогенеза лежит действие токсина возбудителя на ЦНС. Клинически проявляется приступами генерализованных судорог, возникающих на фоне мышечного гипертонуса.
История и распространение
Столбняк известен с древних времен. Четкое описание его клинической картины было дано Гиппократом. Была известна и связь болезни с ранениями. Возбудитель открыт в 1883 г. Н.Д.Монастырским и почти одновременно А.Николайером, в чистой культуре выделен С.Китазато. Им же совместно с Э.Берингом в 1890 г. был выделен столбнячный токсин и приготовлена антитоксическая сыворотка для лечения больных.
Столбнячный анатоксин, использованный для вакцинации против столбняка, Г.Рамон в 1926 г. получил, воздействуя формалином на токсин. В прошлом в связи с массовым травматизмом столбняк был наиболее распространен во время войн. Несмотря на проведение вакцинопрофилактики, по данным ВОЗ, ежегодно от столбняка умирают около 1,5 млн человек, преимущественно новорожденных в развивающихся странах.
Этиология столбняка
Возбудитель столбняка Clostidium tetani - крупная грамположительная палочка, имеющая жгутики. Она является облигатным анаэробом. При доступе кислорода образует споры, обладающие чрезвычайно высокой устойчивостью к действию физических и химических факторов. В сухом виде споры погибают при 155 °С через 20 мин, в 1 % растворе сулемы сохраняет жизнеспособность в течение 8-10 ч.
Столбнячная палочка имеет жгутиковый и соматический антигены. По жгутиковому антигену выделяют 10 сероваров возбудителя. В процессе жизнедеятельности столбнячная палочка вырабатывает 3 токсические субстанции. Патогенность возбудителя и все клинические проявления болезни связаны с тетаноспазмином, представляющим собой белок с молекулярной массой 150 000, который является сильнейшим ядом, уступающим по токсичности только ботулотоксину.
Эпидемиология
Источником возбудителя являются многие виды животных (особенно жвачных), у которых в пищеварительном тракте обнаруживаются споры и вегетативные формы возбудителя. Возбудитель также может находиться в кишечнике человека. Однако продуцируемый токсин не всасывается. Попадая с испражнениями в почву, споры столбнячной палочки сохраняются в ней годами, а при благоприятных температурных условиях, отсутствии кислорода или потреблении его аэробной флорой они прорастают, что приводит к накоплению спор. Таким образом, почва служит естественным резервуаром возбудителя.
Заражение происходит при проникновении возбудителя в ткани при ранениях, особенно осколочных, бытовых и производственных травмах (чаще сельскохозяйственных), вместе с частицами почвы, инородными телами. Нередко причиной заражения являются мелкие травмы ног. Возможно возникновение столбняка после ожогов, обморожения, внебольничных абортов, операций, родов, воспалительных процессов. Иногда входные ворота инфекции установить не удается («криптогенный столбняк»).
Восприимчивость к столбняку высокая. В странах с умеренным климатом отмечается летняя сезонность (сельскохозяйственный травматизм).
После перенесенной болезни иммунитет не вырабатывается.
Патогенез и патоморфология столбняка
Попадая в организм через повреждения наружных покровов, споры возбудителя остаются в месте входных ворот. В анаэробных условиях (некротические ткани, ишемия, инородные тела, флора, потребляющая кислород) споры прорастают и начинается интенсивная выработка столбнячного токсина, который фиксируется на поверхности отростков нервных клеток, проникает в них и посредством ретроградного аксонального транспорта достигает ЦНС.
Механизм действия связан со связыванием токсина с синаптическими белками (синаптобревином и целлюбревином) и подавлением действия глицина и гамма-аминомасляной кислоты, тормозящих передачу нервных импульсов. Поражаются двигательные клетки передних рогов спинного мозга, в частности вставочные нейроны эфферентных полисинаптических дуг, оказывающих тормозное действие. В результате возникает поток неконтролируемых нервных импульсов к мышцам, что приводит к их тоническому напряжению.
На этом фоне периодически появляются генерализованные судорожные приступы, обусловленные усилением не только эфферентной, но и афферентной импульсации на звуковые, световые, тактильные и другие виды раздражителей. При столбняке в процесс вовлекаются также столовая часть мозга и блуждающий нерв. Развивающиеся во время приступа судорог тканевый ацидоз и гипоксия способствуют усилению судорожного синдрома, ухудшают сердечную деятельность. Смерть наступает от асфиксии, паралича сердечной мышцы или вторичных осложнений.
Патоморфологические специфические изменения при столбняке отсутствуют. Обнаруживают переломы костей, в частности компрессионные переломы позвонков, разрывы мышц и сухожилий, дистрофические и некротические изменения в ткани мозга, часто пневмонию.
Ющук Н.Д., Венгеров Ю.Я.
Содержание статьи
Столбняк (синонимы болезни: столбняк)-острая инфекционная болезнь из группы раневых инфекций, которая спричиияеться столбнячным клостридиями, характеризуется поражением центральной нервной системы, преимущественно вставочных нейронов полисинаптических рефлекторных дуг экзотоксин возбудителя, характеризуется постоянным тоническим напряжением скелетных мышц и периодическими генерализованными тонико-клоническими судорогами, которые могут привести к асфиксии.Исторические данные столбняка
Клиника столбняка была известна за 2600 лет до н. е., в IV в. до н. е. ее описал Гиппократ, во II в. до н. е. - Гален. Количество случаев столбняка увеличивалась в период войн. В 1883 p. Н. Д. Монастырский обнаружил столбнячную палочку при микроскопии мазков раневого выделение от больного столбняком. В 1884 p. A. Nicdaier впервые вызвал столбняк в эксперименте на лабораторных животных. Чистую культуру возбудителя получил в 1887 p. S. Kitasato. В 1890 p. Е. Behring разработал методику изготовления противостолбнячной антитоксической сыворотки, а в течение 1922-1926 pp. G. Ramon получил столбнячный анатоксин и проработал методику специфической профилактики болезни.Этиология столбняка
Возбудитель столбняка - Clostridium tetani - относится к роду Clostridium, семьи Bacillaceae. Это относительно крупная, тонкая палочка 4-8 мкм длиной, и 0,3-0,8 мкм шириной, образует споры, которые являются стойкими к воздействию физических и химических факторов внешней среды, десятками лет сохраняет жизнеспособность в почве. При 37 ° С, достаточной влажности и отсутствии кислорода споры прорастают, образуя вегетативные формы. Клостридия столбняка подвижная, имеет перитрихиально расположенные жгутики, хорошо, красится всеми анилиновыми красителями, грамположительная. Относится к облигатных анаэробов. Возбудитель имеет групповой соматический О-антиген и типоспецифический Базальное Н-антиген, по которому различают 10 серотипов. Токсинообразование - важная биологическая особенность вегетативной формы CI. tetani.Столбнячный экзотоксин состоит из двух фракций:
1) тетаноспазмин со свойствами нейротоксина, что поражает двигательные клетки центральной нервной системы,
2) тетаногемолизину, который вызывает гемолиз эритроцитов. Столбнячный экзотоксин неустойчив, быстро инактивируется под воздействием нагрева, солнечных лучей, щелочной среды.
Он является одним из сильнейших бактериальных токсичных веществ, которая уступает по токсичности лишь ботулинического токсина.
Эпидемиология столбняка
. Источником возбудителя являются преимущественно травоядные животные и люди, в кишках которых он находится. Клостридии столбняка обнаруживают в кишечнике лошадей, коров, свиней, коз и особенно овец. С фекалиями животных возбудитель попадает в почву.Столбняк является раневой инфекцией. Болезнь развивается лишь при попадании возбудителя в организм парентеральным путем (иногда через пупочную ранку) при ранениях, операциях, инъекциях, пролежнях, абортах, родах, ожогах, обморожениях, электротравмах. Во всех случаях факторами передачи инфекции являются загрязненные спорами предметы, повлекших травмы, а также нестерильный инструмент при криминальных абортах и??помощи роженицам. Поражения стоп при ходьбе босиком (мелкие травмы) часто приводит к возникновению болезни, поэтому его называют болезнью босых ног (60-65% случаев). С пылью споры, а иногда и вегетативные формы попадают на одежду, обувь, кожу и даже при небольших повреждениях кожи и слизистых оболочек, это может приводить к заболеванию. В умеренных широтах выявляется увеличение заболеваемости столбняком в период сельскохозяйственных работ - апрель - октябрь.
Иммунитет у переболевших почти не развивается вследствие слабости антигенного раздражения, летальная доза токсина меньше иммуногенную.
Патогенез и патоморфология столбняка
Столбняк относится к нейроинфекций с поражением соответствующих структур центральной нервной системы (спинной и продолговатый мозг, сетчатый творение). Входными воротами инфекции является поврежденная кожа, реже слизистые оболочки. Особенно опасны раны, в которых создаются анаэробные условия, - колотые, с некротизированными тканями подобное. Столбняк с невыясненными воротами инфекции относят к криптогенного, или скрытого. В условиях анаэробиоза из спор прорастают вегетативные формы, которые размножаются и выделяют экзотоксин. Токсин распространяется в организме тремя путями: через кровеносную, лимфатическую систему и за ходом двигательных нервных волокон, достигает спинного и продолговатого мозга, сетчатого образования, где вызывает паралич вставочных нейронов полисинаптических рефлекторных дуг, снимая их тормозящее влияние на мотонейроны. В норме вставочные нейроны осуществляют корреляцию биотоков, возникающих в мотонейронах. Вследствие паралича вставочных нейронов биотоки с мотонейронов некоординированные поступают на периферию к скелетных мышц, вызывая характерное столбняка постоянное тоническое напряжение их. Периодические судороги связаны с усиленной эфферентной, а также с афферентной импульсации, что обусловлено неспецифическими раздражителями - звуковыми, световыми, тактильными, вкусовыми, обонятельными, термо-и бароимпульснимы. Поражаются дыхательный центр, ядра блуждающего нерва. Значительное повышение реактивности симпатической нервной системы приводит к артериальной гипертензии, тахикардии, аритмии. Судорожный синдром приводит разви ток метаболического ацидоза, гипертермии, нарушение функции дыхания (асфиксия) и кровообращения.Патоморфологические изменения в организме возникают в основном вследствие повышенного функциональной нагрузки при судорог. В скелетных мышцах обнаруживают коагуляционный некроз, который нередко приводит к разрыву мышц с образованием гематом. Иногда, особенно у детей, вследствие судорог наблюдают компрессионные переломы грудных позвонков. Гистологические изменения в центральной нервной системе незначительны: отек, застойное полнокровие мозга и его мягкой оболочки. Большинство нейронов передних рогов хорошо сохранены, но на разных уровнях спинного мозга отмечается острый отек групп клеток.
Клиника столбняка
По клинической классификации различают общий (генерализованный) и местный столбняк. Чаще болезнь протекает по генерализованным типом; местный столбняк, главный, или лицевой, столбняк Розе и другие формы наблюдаются редко.Общий (генерализованный) столбняк
Инкубационный период длится 1-60 дней. Чем он короче, тем тяжелее течение болезни и высокая летальность. Если инкубационный период длится более 7 дней, летальность уменьшается в 2 раза. Различают три периода болезни: начальный, судорожный, выздоровления.В начальном периоде возможны тянущая боль, жжение в области раны, фибриллярные подергивания прилегающих мышц, потливость, повышенная раздражительность. Иногда выявляются симптомы Л о - рина - Эпштейна, имеющих важное значение для ранней диагностики столбняка: 1) судорожное сокращение мышц при массирование их проксимальнее раны, 2) сокращение жевательных мышц и закрывания полуоткрытого рта. Ударе шпателем или пальцем по внутренней или внешней поверхности щеки или по шпателя, положенному на нижние зубы (жевательный рефлекс).
Болезнь, как правило, начинается остро. Одним из ранних симптомов судорожного периода является тризм - тоническое напряжение и судорожное сокращение жевательных мышц, которое затрудняет открывание рта. Далее развиваются судороги мимических мышц, вследствие чего лицо приобретает своеобразный вид улыбки вместе с плачем - сардоническая улыбка. При этом рот растянут, углы его опущены, лоб в морщинах, брови и крылья носа приподняты, оч-и прищуренные. Одновременно появляется затрудненное глотание вследствие судорожного сокращения мышц глотки, болезненная ригидность мышц затылка, которая распространяется на другие группы мышц в нисходящем порядке - шея, спина, живот, конечности.
Тоническое сокращение преимущественно мышц-разгибателей предопределяет изогнутое положение больного с запрокинутой назад головой, опираясь только на пятки и затылок - опистотонус. В дальнейшем возможно напряжение мышц конечностей, живота, который с 3-4-го дня болезни становится твердым как доска. Тоническое напряжение распространяется преимущественно на крупные мышцы конечностей.
Мышцы стоп и кистей, пальцев конечностей могут быть свободными от напряжения.
Одновременно процесс захватывает межреберные мышцы и диафрагму. Тоническое напряжение их приводит к затрудненного этажного и частого дыхания. Вследствие тонического сокращения мышц промежности наблюдается затрудненное мочеиспускание и испражнения. Если преобладает тоническое сокращение мышц-сгибателей, возникает вынужденное положение тела с согнутым вперед туловищем - емпростотонус, а если сокращаются мышцы на одной стороне, - сгибание тела в одну сторону - плевростотонус.
К постоянным симптомам болезни относится интенсивная боль в мышцах вследствие их постоянного тонического напряжения и чрезмерного функционирования.
На фоне постоянного повышенного тонуса мышц появляются общие к л ОНИКО-тонические судороги, которые продолжаются от нескольких секунд до 1 мин и более с частотой от нескольких раз в течение суток в 3-5 раз за 1 мин. Во время судорог лицо больного отекает, покрывается каплями пота, имеет страдальческим выражение, черты искажаются, тело вытягивается, живот напрягается, опистотонус становится настолько значительным, что больной дугообразно изгибается, становятся четкими контуры мышц шеи, туловища и верхних конечностей. Вследствие высокой возбудимости нервной системы судороги усиливаются при прикосновении, световых, звуковых и других раздражений. Тяжелые приступы судорог дыхательных мышц, гортани и диафрагмы резко нарушают акт дыхания и может привести к асфиксии и смерти. Нарушения дыхания, кровообращения обуславливает возникновение застойной пневмонии. Спазм глотки нарушает акт глотания, что вместе с тризмом приводит к голоданию и обезвоживанию. Сознание больного не нарушается, что усиливает его страдания. Болезненные судороги сопровождаются бессонницей, при котором неэффективны снотворные и наркотические средства. Постоянный общий гипертонус, частые приступы клонико-тонических судорог приводят к резкому усилению обмена веществ, профузного потоотделения, гипертермии (до 41 - 42 ° С).
Изменения со стороны органов кровообращения характеризуются с 2-3-го дня болезни тахикардией на фоне громких тонов сердца. Пульс напряжен, артериальное давление повышено, появляются симптомы перегрузки правого отдела сердца. С 7-8-го дня болезни тоны сердца становятся глухими, сердце расширено за счет обоих желудочков, возможен паралич его деятельности. Со стороны крови характерных изменений не обнаруживают, хотя иногда может быть нейтрофильный лейкоцитоз.
Тяжесть течения болезни зависит от частоты и длительности судорог.
У больных легкую форму столбняка, которая наблюдается редко, симптомы болезни развиваются в течение 5-6 дней, тризм, сардоническая улыбка и опистотонус выражены умеренно, дисфагия незначительна или вообще отсутствует, температура тела нормальная или субфебрильная, тахикардии нет или она незначительна, судорожный синдром отсутствует ибо проявляется редко и незначительно.
Среднетяжелые формы , кроме того, характеризуется умеренным тоническим напряжением мышц, нечастыми клонико-тоническими судорогами.
Если течение болезни тяжелое, полная клиническая картина развивается через 24-48 ч от возникновения ее первых признаков - выраженный тризм, сардоническая улыбка, дисфагия, частые интенсивные судороги, выраженная потливость, тахикардия, высокая температура тела, постоянный повышенный тонус мышц между частыми приступами судорог.
У больных очень тяжелой формой все симптомы болезни развиваются в течение 12-24 ч, иногда с первых часов. На фоне высокой температуры тела, выраженной тахикардии и тахипноэ появляются очень часто (каждые 3-5 мин) судороги, сопровождающиеся общим цианозом и угрозой асфиксии. К этой форме относится главный столбняк Бруннера, или бульбарный столбняк, который протекает с преимущественным поражением и резким спазмом мышц глотки, голосовой щели, диафрагмы и межреберных мышц. В таких случаях смерть возможна от паралича дыхания или сердечной деятельности.
Очень тяжелым является течение гинекологического столбняка, который развивается после криминальных абортов, родов. Тяжесть этой формы обусловлена анаэробиозом в полости матки и нередким наслоением вторичной стафилококковой инфекции, что приводит к сепсису. Прогноз при этих формах почти всегда неблагоприятный.
Типичным проявлением местного столбняка является лицевой паралитический столбняк, или Розе главный, который развивается при заражении через раневую поверхность головы, шеи, лица. Возникает парез или паралич лицевого нерва по периферическому типу на стороне поражения, часто напряжение мышц с тризмом и сардонической улыбкой на второй половине лица. Птоз и косоглазие имеют место при заражении во время травмы глаза. Возможны расстройства вкуса и обоняния. В ряде случаев наблюдается судорожное сокращение мышц глотки, как и при бешенстве, потому эта форма дали название tetanus hydrophobicus.
Продолжительность течения столбняка - 2-4 недели. Особенно опасно острый период болезни - до 10-12-го дня. Смерть нередко наступает в первые 4 дня болезни. После 15-го дня болезни можно говорить о начале периода выздоровления, течение которого очень медленный. Повышенный тонус мышц содержится около месяца, особенно в мышцах живота, спины, икроножных мышцах. Медленно проходит и тризм.
В зависимости от скорости развития симптомов различают молниеносную, острую, подострую, рецидивирующую формы столбняка.
Молниеносная форма начинается болезненными общими клоникотоническими судорогами, которые возникают непрерывно, деятельность сердца быстро начинает ослабевать, пульс резко учащается. Приступы сопровождаются цианозом и во время одного из них больной погибает. Молниеносная форма столбняка заканчивается летально через 1-2 дня.
У больных острой формой столбняка судороги развиваются на 2-3-й день болезни. Сначала они нечастые, неинтенсивные, затем учащаются, становятся более продолжительными, процесс охватывает мышцы грудной клетки, глотки, диафрагму. Иногда наблюдается обратное развитие болезни.
Подострая форма столбняка наблюдается при длительном инкубационном периоде или когда больной после травмы получил противостолбнячную сыворотку. Характерно медленное нарастание симптомов.
Напряженность мышц умеренная, судороги редкие и слабые, потливость незначительна. В течение 12-20 дней от начала болезни наступает выздоровление.
Рецидивирующая форма. Иногда после почти полного выздоровления снова развиваются судороги, которые могут в некоторых случаях привести к асфиксии и смерти. Вообще рецидивы столбняка очень редкие, патогенез их невыясненным. Это может быть и новой активизацией инкапсулированного возбудителя.
Течение столбняка у новорожденных имеет некоторые особенности. Входными воротами инфекции являются чаще пупочная ранка, иногда мацерированная кожа или слизистая оболочка. Течение очень тяжелое, хотя основные симптомы столбняка (тризм, сардоническая улыбка) менее выражены, чем у взрослых. Повышенный тонус и тонические судороги у новорожденных часто проявляются в виде блефароспазма, тремора нижней губы, подбородка, языка. Приступы тонических судорог основном заканчиваются остановкой дыхания (апноэ). Часто апноэ развивается без судорог и является как бы эквивалентом судорожного приступа.
Осложнения столбняка
К ранним относятся бронхит и пневмония ателектатичного, аспирационного и гипостатическая происхождения. Следствием тетаническое судорог могут быть разрывы мышц и сухожилий, чаще передней брюшной стенки, переломы костей, вывихи. Вследствие длительного напряжения мышц спины возможна компрессионная деформация позвоночника - тетанус-кифоз. Гипоксия, возникающая при судорог, вызывает спазм венечных сосудов, что может приводить к инфаркту миокарда, способствует развитию паралича сердечной мышцы. Иногда после выздоровления длительное время наблюдаются контрактуры мышц и суставов, параличи III, VI и VII пар черепных нервов.Прогноз столбняка
При относительно малой заболеваемости летальность при правке достаточно высока (до ЗО-50% и более), особенно у новорожденных (до 80-100%). Профилактика столбняка при всех травмах, своевременное введение антитоксической сыворотки способствуют уменьшению летальности.Диагноз столбняк
Опорными симптомами клинической диагностики столбняка в раннем периоде является тянущая боль в области раны, симптомы Лoрина-Эпштейна (сокращения мышц во время массирования их проксимально от раны и жевательный рефлекс). Из типичных симптомов разгара болезни наибольшее значение имеют тризм, сардоническая улыбка, значительные потливость и повышение рефлекторной возбудимости. Наличие при этом клонико-тонических судорог на фоне тонического напряжения мышц делает диагноз столбняка вероятным.Если клиническая картина столбняка типичная, диагноз в большинстве случаев устанавливается безошибочно, но во время первичного осмотра болезнь не диагностируется в ЗО% больных. У 20% больных столбняком не распознается в первые 3-5 дней. Причины поздней диагностики преимущественно связаны с эпизодичностью болезни. Особого внимания заслуживает возникновения заболевания после ранений и травм.
Специфическая диагностика обычно не проводится. Для подтверждения диагноза иногда (редко) используют биологическую пробу, которая проводится на белых мышах как и реакция нейтрализации при ботулизме.
Дифференциальный диагноз столбняка
Сохранение у больных столбняком полного сознания позволяет сразу отбросить подозрение на определенные болезни, сопровождающиеся судорогами.Дифференциальный диагноз проводится с менингитом, энцефалитом, бешенством, эпилепсией, спазмофилией, отравлением стрихнином, истерией, у новорожденных - с внутричерепной травмой. Затрудненное открывание рта наблюдается при общих заболеваниях глотки, нижней челюсти, околоушных желез, но при этом есть также другие симптомы соответствующей болезни. При отравлении стрихнином отсутствует тризм, судороги симметричны, начинаются с дистальных отделов конечностей, между судорожными приступами мышцы полностью расслабляются. Тонического напряжения мышц нет и при других болезнях, сопровождающихся судорогами. У больных эпилепсией, кроме этого, обнаруживают потерю сознания во время приступа, пена изо рта, самовольные дефекация и мочеиспускание. Спазмофилию отличает характерное положение рук (симптом руки акушера), симптомы Хвостека, Труссо, Люст, Эрба, ларингоспазм, отсутствие тризма, нормальная температура тела. При истерии «судороги» по типу тикоподибних и дрожащих движений, нет потливости, характерна связь болезни с психотравмирующей ситуацией, эффективные психотерапевтические мероприятия.
Лечение столбняка
Принципы лечения больных столбняком такие.1. Создание условий по предотвращению воздействия внешних раздражителей (тишина, затемненные палаты и т.д.).
2. Хирургическая обработка раны с предыдущим обкалывание ее противостолбнячной сывороткой в дозе 10 000 AO за Безредка.
3. Нейтрализация свободно циркулирующего токсина. Вводится однократно противостолбнячная сыворотка с предыдущей десенсибилизацией за Безредка (1500-2000 АО / кг) внутримышечно, а при очень тяжелом течении и ранней госпитализации - внутривенно. Применяется и противостолбнячный человеческий иммуноглобулин от иммунизированных доноров по 15-20 МЕ / кг, но не более 1500 МЕ. , 4. Введение прарцевого анатоксина по 0,5-1 мл внутримышечно каждые 3-5 дней 3-4 раза на курс.
5. Противосудорожных лечение, которое проводят в таких средне-терапевтических суточных дозах лекарственных средств: хлоралгидрат - 0,1 г / кг, фенобарбитал - 0,005 г / кг, аминазин - 3 мг / кг, сибазон (реланиум, седуксен) - 1-3 мг / кг. Назначают литическую смесь: аминазина 2,5% - 2 мл, димедрола 1% - 2 мл, промедола 2% - 1 мл, или омнопона 2% 1 мл, скополамина гидробромида 0,05% - 1,0 мл; по 0,1 мл / кг смеси на одно м введение. Частоту введения и дозировки (в том числе на один прием), приведенных препаратов определяют индивидуально в зависимости от тяжести состояния больного, частоты и длительности судорог, а также от эффективности препаратов. В тяжелых случаях применяют миорелаксанты в сочетании с искусственной вентиляцией легких.
6. Антибактериальная терапия - бензилпенициллин, тетрациклин, левомицетин в течение 7-15 дней в достаточно больших дозах.
7. Борьба с гипертремиею.
8. Симптоматическое лечение.
9. Обеспечение питания больных - жидкая, протертая пища, если нужно, - кормление через зонд.
10. Организация надзора и ухода за больным.
Профилактика столбняка
Профилактика предусматривает предотвращение травматизма и проведения иммунизации. Специфическую профилактику столбняка проводят как в плановом порядке, так и экстренно.Активная плановая иммунизация проводится вакцинами АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная), АДС, АП - детям, а также молодые средних и высших учебных заведений, работникам строительных предприятий и железной дороги, спортсменам, Грабаря. В местностях с высокой заболеваемостью вакцинация против столбняка является обязательным для всего населения.Плановая иммунизация АКДС проводится детям с 3-месячного возраста троекратно по 0,5 мл вакцины с интервалом 1,5 месяца. Ревакцинацию делают через 1,5-2 года однократно в дозе 0,5 мл, а также АДП в 6, 11, 14-15 лет, а затем каждые 10 лет однократно в дозе 0,5 мл.Экстренную иммунизацию проводят при ранениях, особенно с загрязнением ран землей, при отморожениях, ожогах, электротравмах, операциях на желудке и кишечнике, родах дома и внебольничных абортах. Привитым вводят однократно 0,5 мл столбнячного анатоксина (АП). Непривитым проводят активно-пассивную иммунизацию: вводят подкожно 0,5 мл столбнячного анатоксина и внутримышечно 3000 AO противостолбнячной сыворотки или 3 мл противостолбнячного донорского иммуноглобулина за Безредка. В дальнейшем применяют только анатоксин по общей схеме.Тетаноспазмин (TeNT) - синтезируется в виде одной полипептидной цепи с м.м. 150,7 кД, построен из 1315 аминокислотных остатков. Внеклеточно расщепляется на 2 неидентичных полипептидных цепи с м.м. 95 (107) и 55 (53) кД, соединенных дисульфидной связью. Из культуральной жидкости С. tetani была выделена протеаза, 3 нг которой было достаточно, чтобы расщепить 50 мг внутриклеточного столбнячного токсина до 2 цепочечной формы. Внутриклеточно эта протеаза не была найдена, т.е. расщепление происходит внеклеточно.
Токсин связывается с рецепторами мембран аксонных окончаний (G T1 и G D1b) за счет тяжелой цепи.
В ране после проростания клостридий из спор и начала синтеза токсина он захватывается нервными окончаниями нескольких нейронов периферической нервной системы и последовательно транспортируется в соответствующие клеточные тела путем ретроградного внутриаксонного переноса (приблизительно 75 мм в день). Сорбируется нейронами относящимися исключительно к a-типу. Считается что токсин ингибирует тормозящие синаптические импульсы на спинномозговых моторных нейронах.
Гены, кодирующие TeNT, локализованы на плазмиде . Как и ботулинический токсин легкие цепи тетаноспазмина содержат цинксвязывающие последовательности, необходимые для осуществления протеазной активности токсина, зависящей от ионов цинка.
Клеточными мишенями TeNT является группа белков, необходимых для стыковки и соединения синаптических пузырьков с пресинаптическими плазматическими мембранами с последующим высвобождением нейромедиаторов (везикулоассоциированный мембранный протеин).
TeNT воздействует на центральную нервную систему, поражая два вида нейронов. Он первоначально связывается с рецепторами пресинаптической мембраны моторных нейронов, но затем с помощью обратного везикулярного транспорта перемещается в спинной мозг, где может внедриться в тормозные и вставочные нейроны. Расщепление везикулоассоциированного мембранного протеина и синаптобревина в этих нейронах приводит к блокаде экзоцитоза и непрекращающейся деятельности двигательных моторных нейронов спинного мозга, которые в свою очередь вызывают мышечные сокращения (контрактуры).
Первыми появляются тонические сокращения жевательных и мимических мышц, а затем - тоническое напряжение и спазм мышц затылка и спины. Смерть от асфиксии и поражения жизненно важных центров при полном сохранении сознания.
Таким образом различия в клинических проявлениях интоксикации BoNT и TeNT (пониженный тонус мышц и спастический паралич соответственно) являются прямым следствием воздействия данных токсинов на различные нейроны и блокирования различных нейротрансмиттеров.
Экзоэнтеротоксин V. cholera и термолабильный токсин (LT) E. coli
Холера серьезное диарейное заболевание, которое провоцируется колонизацией тонкого кишечника патогенными штаммами Vibrio cholerae . В последние 200 лет произошло семь пандемий холеры. Большинство эпидемических штаммов V. cholerae относились к O1 серогруппе, хотя в последние 8 лет штаммы V. cholerae серогруппы O139 также были связаны со вспышками болезни. O1 серогруппа V. cholerae была разделена на штаммы классического биотипа, которые, были ответственны за первые шесть пандемий холеры, и биотип Эль-Тор , который был причиной седьмой пандемии. Биотип Эль-Тор и классические штаммы традиционно дифференцируются путем лабораторного изучения их гемолитической активности, гемагглютинирующей активности, чувствительности к бактериофагам, чувствительности к полимиксину и в реакции Voges-Proskauer на продукцию ацетоина. В последние годы также стало возможным генетическое тестирование. Однако, несмотря на фенотипические и генотипические различия, у разных биотипов V. cholerae признаки инфекции вызванной штаммами обоих биотипов O1 являются клинически неразличимы. Клинические проявления холеры почти полностью обусловлены продукцией мощного экзотоксина A-B-типа, который относят к сложным токсинам.
Гены, которые кодируют токсин холеры, ctxAB, находятся в пределах генома филаментозного, умеренного бактериофага известного как CTX.
Холероген (экзоэнтеротоксин V. cholerae ).
Глобулярный белок, построен из двух нековалентно связанных доменов (А и В). Сложный токсин. А субъединица состоит из двух доменов А 1 и А 2 , ассоциированных друг с другом дисульфидным мостиком. Субъединица В (холерогеноид) состоит из 5 одинаковых пептидов и отвечает за прикрепление токсина к эпителиальным клетками тонкой кишки. Рецепторами для токсина служат моносиаловые ганлиозиды G m 1 . Токсин реагирует с его углеводным участком [галактоза-a1-3-NАцГал-b1-4 галактоза -NацНейраминовая кислота a 2 -3].
Холерогеноид сорбируется на поверхности слизистой оболочки ворсинок, в области крипт, а также на M клетках пейровых бляшек. Одна молекула холерогена, учитывая наличие у нее 5 мономеров холерогеноида (В-субъединиц) может связываться одновременно с несколькими рецепторами. Однако моносиаловых ганглиозидов на клетках кишки имеется только 5% от их общего количества. Основная масса рецепторов имеет в терминальных участках по 2 и 3 остатка сиаловых кислот. Для превращения этих рецепторов в моносиаловые V. cholerae может использовать свою нейраминидазу.
После прикрепления следует стадия интернализации токсина в клетку. В дальнейшем токсин катализирует гидролиз НАД до никатинамида и АДФ-рибозы и рибозилирует Gs белок (ГТФ-связывающий белок), который управляет активностью фермента клетки - аденилатциклазы. Инактивация ГТФ-азы приводит к тому, что аденилатциклаза остается все время активной, что в свою очередь приводит к накоплению в клетке цАМФ. Такое увеличение концентрации цАМФ нарушает транспорт электролитов в кишечнике: подавляется абсорбция ионов натрия и повышается секреция ионов хлора. Осмотическое давление в полости кишки повышается по сравнению с внутриклеточным осмотическим давлением и в полость кишки из клеток начинает секретироваться вода. В конечном итоге изменения ионных потоков приводят к развитию секреторной диареи.
Схожее строение и механизм действия имеет и LT энтеротоксин E. coli (ETEC),. Гены, которые кодируют этот токсин, расположены в пределах генома филаментозного, лизогенного бактериофага известного как f1 или на ent плазмиде вместе с st геном, кодирующим ST токсин.
Термостабильный токсин (ST) бактерий, вызывающих пищевые токсикоинфекции
Описано два семейства термостабильных токсинов (ST), являющихся агентами диарей: STa (или STI) и STb (или STII). STa токсины продуцируются самыми разнообразными бактериями, вызывающими заболевания желудочно-кишечного тракта: энтеротоксигенными E.coli (ETEC), V.cholerae , Vibrio mimicus , Yersinia enterocolitica , Citrobacter freundii и Klebsiella spp.
Патогенные для человека штаммы ETEC могут продуцировать или только Sta, или оба токсина (и STa и STb). SТa токсины различных штаммов ETEC являются родственными, но отличными друг от друга токсинами. Гены, кодирующие STa (est A) у ETEC, входят в состав мобильного генетического элемента (транспозон), который может располагаться как на плазмиде, так и в хромосоме. Они обнаружены во множестве репликонов. SТa транслируется в виде молекулы-предшественника, состоящей из 72 остатков аминокислот, которая после двукратного расщепления в процессе "созревания" выделяется во внешнюю среду.
Токсины, относящиеся к семейству SТa, имеют в С-области последовательность протяженностью 13 аминокислотных остатков, определяющую токсичность и термостабильность токсина. Так, известно, что шесть остатков цистеина, связанных между собой тремя дисульфидными "мостиками", в составе данного домена обусловливают токсичность этой молекулы.
Связывание STa со специфичным клеточным рецептором приводит к активации мембраноассоциированной гуанилатциклазы, которая в свою очередь превращает внутриклеточный ГМФ в циклический ГМФ. Такое увеличение концентрации цГМФ нарушает транспорт электролитов в кишечнике: подавляется абсорбция ионов натрия и повышается секреция ионов хлора. Изменения ионных потоков приводят к развитию секреторной диареи, характерной для инфекций, вызванных ETEC. ETEC вызывают диарею путешественников и являются основным этиологическим фактором диареи у детей во всем мире.
Цитотоксический некротизирующий фактор (CNF)
CNF типов 1 и 2 (CNF1/2), продуцируемые E.coli , принадлежат к группе бактериальных токсинов, модифицирующих Rho-подсемейство малых ГТФ-связывающих белков, которые являются регуляторами актинового цитоскелета. [ Большинство токсинов этого семейства, включающего основные клостридиальные цитотоксины и С3-экзоэнзим C.botulinum , инактивируют Rho] . CNF1, CNF2 и дерматонекротический токсин Bordetella spp. являются уникальными представителями своего семейства, так как обладают способностью активировать Rho. CNF1 сходен с CNF2 по аминокислотному составу на 99%, однако далее будет детально рассмотрен лишь CNF1 в связи с его ролью в развитии внекишечных инфекций, вызванных E.coli , особенно инфекций мочевыводящих путей.
Ген, кодирующий CNF1, локализован на хромосоме уропатогенных E.coli в составе так называемого "островка патогенности". Токсин синтезируется в виде гидрофильного полипептида с молекулярной массой примерно 115 кДа, который сохраняется первое время в цитоплазме из-за отсутствия сигнальной последовательности. Недавние исследования структуры и действия CNF1 показали, что токсин имеет два различных четко выраженных домена: связывающий и ферментативный. N-концевая часть CNF1, включающая два потенциальных трансмембранных домена, содержит домен, ответственный за связывание с клеткой мишенью. Эта часть молекулы сходна по аминокислотному составу с токсином Pasteurella multocida - мощным митогеном, который считают этиологическим фактором развития прогрессирующего атрофического ринита у свиней. С-концевая часть представляет собой ферментативный домен токсина. Он имеет участок длиной 100 аминокислотных остатков, гомологичный дерматонекротическому токсину, который, возможно, является активным центром токсина.
В эукариотических клетках, пораженных CNF1, развивается ряд характерных явлений: складчатость мембраны, фокальная адгезия и напряжение актиновых волокон, а также репликация ДНК без клеточного деления - феномен, в результате которого образуются гигантские многоядерные клетки. Столь драматические изменения в клетках, подвергшихся воздействию CNF1, являются результатом способности токсина модифицировать Rho. Недавно было установлено, что эта модификация заключается в дезаминировании остатка глутамина в позиции 63. Подобное изменение аминокислоты вызывает образование доминирующего активного Rho белка, не способного гидролизовать ГТФ. In vivo CNF1 вызывает некроз кожи у кроликов после внутрикожной инъекции и персистирующее воспаление у мышей. Эпидемиологические данные подтверждают значение CNF1 как фактора вирулентности при внекишечных инфекциях у человека, однако прямые доказательства роли токсина в развитии данных заболеваний еще предстоит доказать.