Clostridium

Определение токсинов А и В клостридий деффициле в кале (иммунохроматографический метод)

Клостридия диффициле (Clostridium difficile) относится к анаэробным грамположительным палочкам и является одним из основных этиологических факторов, приводящих в возникновению антибиотик-ассоциированной диареи (клостридиальный колит, псевдомембранозный колит). Клостридия диффициле может находиться в организме человека, совершенно не влияя на его жизнедеятельность, но при возникновении соответствующих условий, а также, при наличии токсинпродуцирующего штамма бактерии, возможно возникновение патологии. Прием антибиотиков (в особенности длительный и при тяжелом заболевании, а также, у маленьких детей) может вызвать дисфункцию микрофлоры кишечника и спровоцировать возникновение колита.

Клостридия диффициле может продуцировать различные токсины, что приводит к разного рода клиническим проявлениям – от легких нарушений пассажа кишечного содержимого (незначительная диарея), до тяжелых поражений ЖКТ с явлениями эксикоза и токсикоза, что может угрожать жизни пациентов.

Основными токсинами являются токсины типа А и В. Токсин типа А является энтеротоксином, он влияет на цитоскелет эпителиальных клеток кишечника и вызывает их дисфункцию. Токсин типа В обеспечивает цитопатологическое действие.

Именно исследование кала на токсины клостридии диффициле является основополагающим методом в диагностике данного заболевания. Анализ на клостридии токсина А и В более точен, в отличие от посева кишечного содержимого.

Определение токсинов А и В клостридий диффициле в кале подтверждает наличие токсигенного штамма и объясняет природу возникновения диарейного синдрома. Посев же, в свою очередь может дать только информацию о наличии данного патогенна, но не о его способности продуцировать токсин.

Колонизация кишечника данными патогенами характера для 2% взрослого населения и почти 50% детского (причем, в структуре превалируют дети младше 2-х летнего возраста). Это еще раз объясняет важность анализа на клостридии и токсина А и В для быстрого определения причины и назначения соответствующего лечения. Клостридиальный колит у детей до 2-х лет характеризуется тяжелым течением.

Цикл статей КАК ТАК? Клостридии в молоке

Я – Грегори Розе, специалист компании «Хр.Хансен» в области ингредиентов и технологий для сыроделия.

Свой путь в сыроделии я начал с обучения в Национальной высшей школе сыроделия Франции (National French Dairy Cheese school). Вот уже более 25 лет я занимаюсь сыроделием, имею опыт технологической поддержки и разработки сыров в Китае, Франции, Дании.

В 2015 году я присоединился к команде Chr.Hansen в качестве ведущего специалиста в сфере применения ферментов.
В своей работе с предприятиями я делаю ставку на полное изучение вопроса – от качества используемого молока до специфики оборудования, и только потом я предлагаю то решение, которое максимально подойдет для вашего производства.

Сегодня мы начинаем цикл ежемесячных рассылок, которая называется «Как так?». В формате одной страницы мы будем освещать наиболее актуальные вопросы об ингредиентах, технологии производства сыров. Будем рады получить от вас обратную связь, насколько рассылка полезна вам, а также вопросы, на которые вы хотите получить ответ.

Желаю вам успехов в непростом, но безусловно творческом и интересном деле сыроделия!

Искренне Ваш,
Грегори Розе

1. Обсеменение навоза связано с плохим хранением силоса

2. Коровы проглатывают споры маслянокислых бактерий, содержащиеся в кормах, загрязненных почвой

3. Если гигиеническая обработка при содержании коров и доении недостаточно эффективна, то молоко будет обсеменяться клостридиями

Для того чтобы свести к минимуму любой порок в сырах, особенно это касается полутвердых и твердых сыров, необходимо уделять особое внимание качеству молока!

Показателем хорошего качества молока будет являться уровень обсемененности клостридиями ниже, чем 200 спор на литр.

В следующей статье мы расскажем о влиянии Клостридий на качество сыра.

Анаэробное гниение

Протекает в анаэробных условиях. Конечными продуктами анаэробного гниения являются продукты декарбоксилирования и дезаминирования аминокислот: индол крезол фенол скатол (дурно пахнущие вещества) диамины производные которых являются трупными ядами и могут вызвать пищевые отравления а также аммиак диоксид углерода.

Возбудители анаэробного гниения относятся к семейству Bacillaceae роду Clostridium (маслянокислые бактерии). В молоке и молочных продуктах наиболее часто встречаются следующие виды: Clostridium perfringens, Clostridium putrificum, Clostridium sporogenes, Clostridium butiricum, Clostridium subterminalis. Это крупные подвижные грамположительные палочки образующие устойчивые споры. При образовании спор клетки приобретают форму веретена (если споры располагаются в центре клетки) или форму барабанной палочки. Палочки могут располагаться поодиночке и цепочками. Главной особенностью маслянокислых бактерий является то, что они относятся к строгим (облигатным) анаэробам т.е. могут расти и развиваться только без доступа воздуха.

Клостридии вызывают пороки вкуса запаха и консистенции молочных продуктов. Так в производстве сыров эти микроорганизмы вызывают их позднее вспучивание: сыр приобретает неправильный щелевидный рисунок, размягченную губчатую консистенцию, неприятный салистый запах.

Помимо того, что клостридии активно разлагают белки они являются возбудителями маслянокислого брожения — анаэробного окисления органических веществ (углеводов спиртов аминокислот) в масляную кислоту:

СНО = СНСНСНСООН + 2СО + Н

Глюкоза Масляная кислота

Масляная кислота придает молочным продуктам прогорклый вкус, а образуемые газы (диоксид углерода, молекулярный водород) вызывают бомбаж баночных молочных консервов.

2) Микроскопические грибы

Микроскопические грибы широко распространены в производстве молочных продуктов. Они вызывают плесневение продуктов при хранении.

Наиболее часто встречаются микроскопические грибы следующих родов: Oidium (Oidium lactis), Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium, Catenularia.

Грибы относятся к надцарству эукариот, царству Mycota (Mycetes), отделу истинных грибов. Грибы — аэробы, но могут расти и в глубине продукта при наличии пустот и минимальном доступе воздуха. Мезофилы, но могут развиваться в очень широком температурном диапазоне (термотолерантны), например при низких температурах — от +5 до -20°С. Являются ацидофилами т.к. предпочитают кислую реакцию среды. Споры грибов погибают при пастеризации молока, но устойчивы к дезинфицирующим растворам.

Все микроскопические грибы активно разлагают и молочный жир.

Окисление жира микроскопическими грибами начинается с гидролиза жира под действием липолитических экзоферментов до глицерина и высших жирных кислот. Этот процесс не обеспечивает микроорганизмы энергией, поэтому образовавшиеся продукты гидролиза используются в качестве энергетического материала. Процесс окисления глицерина и высших жирных кислот протекает только в аэробных условиях. Глицерин быстро окисляется до диоксида углерода и воды. Окисление высших жирных кислот идет медленно. В процессе окисления образуются промежуточные продукты: кетоны, альдегиды, оксикислоты, которые придают окисленному жиру прогорклый вкус.

Некоторые грибы в процессе роста на пищевых продуктах образуют ядовитые вещества: мико- и афлотоксины, поэтому могут являться возбудителями пищевых интоксикаций.

Некоторые виды гриба Penicillium, такие как Penicillium roqui-forti, Penicillium camamberti, Penicillium candidum, называются «благородными плесенями». Они используются в производстве некоторых видов мягких сыров, придавая сыру своеобразные вкус, обусловленный изменением молочного сахара, белковых веществ молочного жира и образованием летучих жирных кислот.

3) Бактериофаги

Бактериофаги являются вирусами бактерий. Они не имеют клеточного строения, а величина их частиц измеряется в нанометрах (1 нм = 10м). Состоят бактериофаги из нуклеиновой кислоты, покрытой белковой оболочкой. Имеют булавовидную форму. Основным свойством бактериофагов является их специфичность. Фаги устойчивы к воздействию высоких температур. Они выдерживают режимы пастеризации молока при 75°С в течение 15 секунд. Хорошо переносят замораживание и длительное хранение (годами) в высушенных субстратах. Фаги обладают высокой чувствительностью к кислотам. Ультрафиолетовое облучение и ионизирующая радиация вызывают их инактивацию, а в более низких дозах — мутации. Бактериофаги вызывают лизис (растворение) бактерий используемых в производстве молочных продуктов, в результате чего увеличиваются сроки выработки продукта, ухудшается его качество.

Роль заквасок в технологии очень велика: в результате развития заквасочной микрофлоры в молочном сырье происходит ряд биохимических реакций, при которых формируются органолептические, физико-химические и микробиологические показатели готовых продуктов. Направленность биотехнологических процессов в производстве молочных продуктов во многом определяется активностью развития заквасок в применяемом сырье.

Следует помнить о том, что при выработке молокосодержащей продукции, в некоторых видах которой молочное сырье частично заменяется растительными жирами и некоторыми видами растительных белков, развитие полезной микрофлоры замедляется. Одной из важнейших микробиологических причин снижения активности молочнокислого процесса является поражение микрофлоры заквасок бактериофагами. Источники попадания бактериофагов в продукцию различны — они бывают прямые и косвенные.

К основным прямым источникам бактериофагов относят молочное сырье, включая сухое молоко и сыворотку, лизогенные штаммы заквасок, производственную закваску, готовые продукты и сыворотку.

Результаты исследований ученых свидетельствуют о следующей закономерности: чем выше бактериальная обсемененность молочного сырья, тем большее количество бактериофагов в нем присутствует. Наличие в молочном сырье антибиотиков и ингибирующих веществ способствует переходу клеток молочнокислых бактерий из устойчивых в неустойчивые к фагам формы. Изменение состава молочного сырья (внесение солей-стабилизаторов или других добавок) также может выступать в качестве провоцирующего фактора утраты фагоустойчивости у бактериальных клеток.

К косвенным источникам относят такие, в которых фаги содержатся и могут ими переноситься, а именно — оборудование и инвентарь, воздух, производственные цеха и участки (стены, полы, потолки и др.), солильные бассейны, санитарная одежда сотрудников предприятий. Наиболее «узкими» местами на молочных предприятиях являются оборудование (за исключением асептических видов) и воздух.

Таким образом, бактериофаги всегда содержатся в сырье, но в разных количествах, а дополнительное их попадание в емкость с нормализованной смесью возможно на любой стадии производства, что может приводить к торможению или полному прекращению процесса ферментации молочного сырья, нарушению консистенции, потере аромата, возникновению порока «позднее вспучивание» сыров или ухудшению других показателей качества.

4) Патогенные микроорганизмы

Возбудителями инфекционных заболеваний являются патогенные микроорганизмы.

Основными свойствами патогенных микробов являются:

Патогенность — потенциальная способность микроорганизма определенного вида приживаться в макроорганизме, размножаться в нем и вызывать определенное заболевание. Патогенность является видовым признаком болезнетворных микроорганизмов. Для оценки и сравнения патогенности отдельных штаммов патогенных микробов используется понятие «вирулентность» — степень их болезнетворного действия. Вирулентность не является постоянным признаком патогенных микробов и под влиянием различных факторов внешней среды она может быть повышена, понижена и даже утрачена.

Токсигенность — свойство патогенных микроорганизмов вырабатывать микробные яды (токсины). Токсины обуславливают болезнетворное действие патогенного микроорганизма.

Все патогенные микроорганизмы относятся к хемоорганогетеротрофам, которые в качестве источника углерода и азота используют органические соединения из живых клеток (паразиты). В молочных продуктах они не размножаются, но могут длительное время сохранять свою жизнеспособность.

Болезнетворные микроорганизмы могут вырабатывать эндо- и экзотоксины которые отличаются по химической природе и характеру действия на макроорганизм:

Эндотоксины (внутренние токсины) прочно связаны с микробной клеткой и выделяются в среду только после гибели микроорганизма. Эндотоксины обычно образуют грамотрицательные бактерии. По химической природе это липополисахаридный комплекс, который входит в состав липополисахаридного комплекса клеточной стенки. По характеру действия на организм эндотоксины не отличаются строгой специфичностью и вызывают общие признаки интоксикации организма: головную боль, повышение температуры, слабость, отдышку, рвоту, кишечные расстройства. Эндотоксины устойчивы к действию высокой температуры: выдерживают длительное кипячение и даже автоклавирование в течение 30 мин.

Экзотоксины (внешние токсины) выделяются микроорганизмами в окружающую среду в процессе их жизнедеятельности. По химической природе это белки. Обладают строгой специфичностью действия на организм: действуют только на определенные клетки и ткани (нервные клетки мышцу сердца и др.). Разрушаются при 60-80°С в течение 10-60 минут.

5) Условно-патогенные микроорганизмы

Условно-патогенными микроорганизмами называются микроорганизмы, постоянно обитающие в окружающей среде (многие из них являются постоянными обитателями кишечника человека и животных) которые в обычных условиях заболеваний не вызывают. Однако при снижении иммунитета некоторые из этих микроорганизмов могут накапливаться в отдельных клетках и тканях и вызывать незаразные заболевания воспалительного характера. Объединяет эти микроорганизмы способность интенсивно размножаться в пищевых продуктах и вызывать пищевые отравления. Таким образом, общим свойством патогенных и условно-патогенных микроорганизмов является способность образовывать токсины.

Существует два типа пищевых отравлений — пищевые токсикоинфекции и пищевые интоксикации (токсикозы).

Пищевые токсикоинфекции — отравления, возникающие при приеме пищи содержащей большое количество живых токсигенных бактерий. Возбудители токсикоинфекций образуют эндотоксины прочно связанные с клеткой, которые при жизни микроорганизма в окружающую среду не выделяются. Условием возникновения токискоинфекций является высокое содержание возбудителя в пищевом продукте (105-107 клеток в г). Протекают токсикоинфекции по типу кишечных инфекций с коротким инкубационным периодом (1-3 суток). Многие возбудители токсикоинфекций вырабатывают неспецифические токсические вещества — мускарин, гистамин, кадаверин, путресцин и др.

К возбудителям токсикоинфекций относятся:

Палочки протея — бактерии рода Proteus из семейства Enterobac-teriaceae (Proteus vulgaris Proteus mirabilis). Это мелкая грамотрицательная палочка очень подвижная не образующая спор. Оптимум развития — 370С факультативный анаэроб. Вырабатывают энтеротоксины (кишечные яды).

Энтеропатогенные кишечные палочки относятся к семейству Enterobacteriaceae роду Escherichia виду E. coli. Бактерии этого вида являются постоянными обитателями кишечника человека и животных и выполняют в организме ряд полезных функций.

В то же время существуют энтеропатогенные штаммы кишечных палочек способные вызывать острые кишечные заболевания. Они отличаются тем, что содержат термостабильные эндотоксины. Это мелкие подвижные грамотрицательные палочки не образующие спор. Оптимальная температура роста 30-37°С, но могут расти в диапазоне температур от 5 до 45°С. При нагревании до 60°С возбудитель погибает через 15-20 минут а при 75°С — через 4-5 минут. Попадают энтеропатогенные кишечные палочки в молочные продукты от больных людей и бактерионосителей.

Бациллы цереус (Bacillus cereus) — подвижные спорообразующие палочки грамположительные аэробы. Возбудитель широко распространен в природе является постоянным обитателем почвы. Оптимальная температура развития — 30-32°С минимальная — 5-10°С. Споры Bacillus термоустойчивы и могут сохраняться в продукте даже при стерилизации консервов. Bacillus cereus продуцирует энтеротоксин и ряд других биологически активных веществ. Отравление могут вызвать и образующиеся в результате расщепления белка диамины.

Клостридии перфрингенс (Clostridium perfringens) — крупные грамположительные спорообразующие палочки облигатные анаэробы. Оптимальная температура роста 37-43°С (крайние границы — 6-50°С). Не развивается в среде с рН 3,5-4,0 и ниже и в присутствии 10-12% поваренной соли. Споры очень устойчивы к нагреванию.

Токсикоинфекции могут вызывать также патогенные микроорганизмы — сальмонеллы. Кроме того в отечественной и зарубежной литературе имеются данные о роли некоторых бактерий родов Citrobacter, Iersinia, Listeria, Klebsiella, Aeromonas, Pseudomonas и других грамотрицательных бактерий в возникновении пищевых токсикоинфекций.

Пищевые интоксикации (токсикозы) — отравления связанные с приемом пищи содержащей экзотоксины микроорганизмов. При этом живые микроорганизмы в продукте могут отсутствовать. Делятся на интоксикации

бактериальной и грибковой природы. Инкубационный период интоксикаций короткий (обычно 3-6 часов).

К бактериальным интоксикациям относятся:

Стафилококковая интоксикация вызывается бактериями семейства Micrococcaceae вида Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк). Это грамположительные кокки располагающиеся кучками напоминающими гроздья винограда. Факультативные анаэробы. Диапазон роста и токсинообразования от 6 до 45°С оптимальная температура развития — 37°С. Вырабатывает энтеротоксин А устойчивый к нагреванию (разрушается при температуре кипения через 2 часа а при стерилизации — через 30 минут). Источником заражения молочных продуктов являются животные больные маститом и люди страдающие гнойничковыми заболеваниями кожи. При комнатной температуре стафилококки накапливаются в молоке через 6-10 часов.

Ботулизм — тяжелое пищевое отравление токсином Clostridium botulinum. Это крупные подвижные грамположительные палочки образующие субтерминально расположенные споры превышающие ширину палочек что придает им форму теннисной ракетки. Строгие анаэробы оптимальная температура роста — 30-37°С. Не развиваются и не продуцируют токсин при рН ниже 4°C при температуре ниже 5°С и при содержании поваренной соли более 6-10% (в зависимости от температуры). Споры очень термоустойчивы в замороженных пищевых продуктах сохраняются в течение нескольких месяцев. Клостридии ботулизма продуцируют экзотоксин (нейротоксин) — наиболее сильный из всех микробных и химических ядов. Поэтому смертность от ботулизма довольно высокая и только раннее введение антиботулиновой сыворотки позволяет добиться благоприятного исхода болезни.

Особенностью бактериальных интоксикаций является то, что при развитии возбудителей в продукте не происходит изменения его органолептических свойств.

Пищевые интоксикации грибковой природы (микотоксикозы) обусловлены развитием грибов образующих микотоксины.

Особенности анализа на клостридии и токсины: правила подготовки и результаты

Анализ кала на клостридии и токсины назначает гастроэнтеролог или терапевт при подозрении на псевдомембранозный колит, который спровоцирован приемом медикаментов. Нужно пройти обследование при негативной симптоматике: интоксикация, диарея, кровь в каловых массах, острый болевой синдром в животе. Чтобы результаты анализа на клостридии, токсины были показательными, нужно исключить прием лекарств, слабительных средств за 24 ч. до процедуры.

Важность и информативность анализа кала на клостридии и токсины

Иммунохроматографический анализ кала на токсин А и в clostridium difficile помогает определить точную концентрацию бактерии. Полученные данные необходимы для правильной постановки диагноза, подбора лечения. Положительный результат на наличие клостридий в кале будет свидетельствовать о клостридиальном псевдомембранозном колите, спровоцированном нарушением концентрации микроорганизмов в кишечнике. Причиной дисбактериоза выступает прием медикаментов, уничтожающих бактерии.

Диагностика анализов помогает определить виды клостридий и токсинов в кале, выделяемых бактерией: энтеротоксина (А) и цитотоксина (В). Нужно установить причины недомогания на первых стадиях пока не начались осложнения. Небольшое количество не повлияет на функционирование желудочно-кишечного тракта, не даст симптомов интоксикации. Но повышенные концентрации могут привести к нарушениям:

  • поражение желудочно-кишечного тракта;
  • клостридии в сочетании с токсинами вызывают нарушение работы центральной нервной системы;
  • кровоизлияния на коже, слизистых оболочек и во внутренних органах.

Проведение иммунохроматографического анализа части кала на клостридии и токсины А, В необходимо, чтобы проследить динамику выздоровления, убедиться в эффективности назначенных медикаментозных средств. Вследствие устойчивости спор клостридии к антибиотикам требуется длительное лечение, периодическая смена лекарств.


Что такое токсины А и в Clostridium difficile

Токсины клостридий А и Б относят к грамположительным микроорганизмам, обитающим в анаэробной среде — кислород для них губителен.

Clostridium difficile размножается спорами, они могут существовать при действии агрессивных факторов внешней среды: повышенные температуры, УФ-излучение, химическое воздействие, проблемы с ЖКТ. Бактерия клостридия выступает основной причиной заражения антибиотико-ассоциированной диареей пациентов, находящихся на стационарном лечении. Болезнь характеризуется образованием водянистого стула на протяжении 2-3 дней подряд. Для выявления провести анализ.

Симптом спровоцирован приемом медикаментов, направленных на уничтожение патогенных микроорганизмов, токсинов.

Клостридия и ее токсины являются основной причиной развития клостридиоза, псевдомембранозного колита. Бактерией диффицил можно заразиться через внешнюю среду: грязная пища, прикосновения, пользования общими бытовыми принадлежностями. Вирулентность (степень способности заразить организм) зависит от продуцируемых молекул белка:

  • энтеротоксин (А). Токсин нарушает функции клеток эпителиального слоя кишечника;
  • цитотоксина (В)- повреждают мембраны клеточного эпителия.

Выявить токсины, выделяемые клостридией, в кале нельзя, если те находятся в форме спор. Определить наличиедругими методами, в том числе и анализами, до проявления первой негативной симптоматики затруднительно. Споры резистентные к антибиотикам, могут длительное время находиться в желудочно-кишечном тракте больного, провоцируя возобновление болезни через 1-2 месяца после прохождения лечебного курса и выздоровления.

Как подготовиться к сдаче материала

Перед сдачей анализа можно не придерживаться строгого диетического питания, менять рацион, проводить определенную подготовку.

Не рекомендуется злоупотреблять пищей, провоцирующей появление жидкого стула.

За день до обследования на токсины и наличие клостридий исключается применение медикаментов, вводимых через анальное отверстие, отменяется прием лекарств, оказывающих воздействие на сокращение стенок кишечника:

  • симпатомиметические средства;
  • ферментативные препараты.

В день сдачи анализа на клостридии кал помещается в стерильную пластиковую емкость. Проба, попавшая в унитаз и имевшая контакт с водой, не подходит. Шпателем из пластика отбирается 5-6 частей кала и перекладывается в выданную в больнице емкость для сбора биоматериала. В образце не должно быть урины, крови, выделений. Отвезти кал в лабораторию в течение 8-10 ч, образец необходимо поместить в холод. Оптимальная температура хранения: 3-7 °C.

Где можно сделать тест

Направление на анализ для выявления клостридий и токсинов в кале выдает гастроэнтеролог при жалобе больного на симптомы, появившиеся спустя 1,5-2 месяца после терапии антибиотиками:

  • расстройство;
  • тошнота и рвотные позывы;
  • высокая температура тела;
  • острый болевой синдром в животе;
  • повышенное газообразование.

В качестве дополнения к исследованию анализу части кала может быть назначен рентген брюшной полости, диагностика толстой кишки. Направление на обследование больной получает, находясь на стационарном лечении.


Расшифровка результатов анализа clostridium difficile

Таблица разницы нормальных показателей содержания клостридий, выделяемых токсинов в кале, исходя из возраста больного:

Возраст КОЕ/г
<1 102—103
1—18 103—105
>18 105—107

Дисбактериоз и проблемы с желудочно-кишечным трактом происходят вследствие заражения клостридиями и свидетельствует любое отклонение. Если показатель концентрации бактерий и токсинов в кале выше или ниже нормы, у больного не наблюдается нарушений дефекации, боли, повышенной температуры тела, значит, патологии нет, проходить лечение нет необходимости. Однако лучше показать результат с анализом части кала лечащему врачу.

Интерпретация результатов может ошибочно показывать отклонение от нормы при погрешностях сбора анализа, если в образец попала кровь.

К факторам, которые искусственно повышают уровень клостридий, их токсинов в анализе кала у младенца, ребенка относят:

  • недостаточная степень развития центральной нервной системы;
  • влияние антибиотиков;
  • рождение на сроке менее 37 недель.

Повышенные показатели клостридий в анализе части кала у взрослого спровоцированы факторам:

  • прохождение курса антибиотиков;
  • простуда;
  • прием иммуносупрессоров;
  • другие инфекции, затрагивающие кишечник;
  • употребление гормональных препаратов исказит результат анализов;
  • несбалансированный рацион приводит к токсинам;
  • постоянное действие стрессовых факторов;
  • нарушение режима сна и бодрствования;
  • влияние агрессивной внешней среды на уровень клостридий;
  • недавно перенесенное оперативное хирургическое вмешательство.

Если при признаках псевдомембранозного колита анализ кала на токсин отрицательный (нет замечаний в образце антиген), то нужно сделать повторное обследование на другие бактерии, паразиты.

Статья была одобрена редакцией

Клостридия: патогенность, формы клостридиоза, симптомы, диагностика, лечение

Клостридии (clostridium) — нормальные обитатели микрофлоры человека, способные при определенных условиях интенсивно размножаться, приобретать патогенные свойства и вызывать развитие заболеваний. Они относятся к облигатным анаэробам, живущим в отсутствии кислорода или при крайне низком его содержании. Клостридии выполняют ряд важнейших функций в организме: расщепляют белки, тонизируют кишечную стенку и стимулируют перистальтику.

Термин «клостридии» в переводе с древнегреческого языка означает «веретено». Это связано со способностью микробов раздуваться в центральной части при спорообразовании и приобретать соответствующую форму.

Клостридии являются обитателями микрофлоры кишечника, женской половой сферы, кожного покрова, респираторного тракта и полости рта. Количество клостридий в кале здоровых людей может колебаться, что необходимо учитывать в процесса диагностики. У лиц старше 60 лет количество клостридий в фекалиях составляет 106 КОЕ/г, у детей старше года и у взрослых – до 105 КОЕ/г. Клостридии в кале у ребенка первого года жизни не должны превышать 103 – 104 КОЕ/г.

По механизму возникновения все клостридиозы классифицируют на:

  • Травматические, вызванные Сlostridium tetani и Clostridium perfringens. При этом входными воротами инфекции становятся раневые поверхности.
  • Энтеральные, вызванные Clostridium difficile или Clostridium botulinum. Возбудители проникают в организм с контаминированной пищей.

Характеристика возбудителя

Clostridia под микроскопом

Клостридии окрашиваются по Грамму в синий цвет и имеют палочковидную форму, в мазке располагаются попарно или короткими цепочками. Они подвижны и размножаются при полном отсутствии кислорода.

Благодаря способности образовывать споры микробы устойчивы к нагреванию, воздействию антибиотиков и современных дезинфектантов. Центрально расположенная спора придает бактериям форму веретена, а терминально расположенная — форму барабанных палочек.

Клостридии вырабатывают токсины и вызывают развитие клостридиозов, к которым относятся: ботулизм, столбняк, газовая гангрена, клостридиальная пищевая инфекция.

Факторы патогенности:

  1. Токсигенность. Клостридии вырабатывают мощные микробиологические токсины – ботулотоксин, тетаноспазмин, токсин, разрушающий эритроциты. Благодаря способности к токсинообразованию бактерии оказывают нейротоксическое, гемотоксическое, лейкотоксическое, некротоксическое и летальное воздействие на организм. Для патогенных клостридий характерен летальный и нелетальный паразитизм.
  2. Инвазивность, обусловленная ферментативной активностью бактерии.
  3. Выработка гидролитических ферментов — протеиназы, коллагеназы, лецитиназы и гиалуронидазы, желатиназы, ДНК-азы, нейраминидазы.
  4. Перитрихиально расположенные жгутики, обеспечивающие подвижность и адгезию.
  5. Штаммы некоторых клостридий синтезируют энтеротоксин, действие которого аналогично токсинам энтеротоксигенных эшерихий, оказывающим повреждение кишечной стенки.

Клостридии растут в глубине среды Вильсон-Блер. Колонии имеют шаровидную или чечевидную форму черного цвета. Бактерии обладают слабой биологической активностью: не восстанавливают сульфаты в сульфиды, не синтезируют каталазу и цитохромы, не содержат флавиновых ферментов.

Клостридиоз — заболевание, характеризующееся выраженными некротическими и общетоксическими изменениями, которые являются основными и преобладают над воспалительными процессами. Это основной отличительный признак анаэробной инфекции от аэробной. Некроз, отек и газообразование в тканях — патоморфологические признаки любых клостридиозов.

Эпидемиология

Сульфитредуцирующие клостридии с фекалиями больного человека или бактерионосителя попадают во внешнюю среду и довольно долго сохраняют свою биологическую активность в почве. Для клостридиозов характерна осенне-летняя сезонность, спорадическая и вспышечная заболеваемость. Восприимчивы к клостридиозам представители различных возрастных группах, но в наибольшей степени — дети.

Механизмы распространения инфекции – фекально-оральный и контактно-бытовой, которые реализуются пищевым и контактным путями.

  • Инфекция передается алиментарным путем через пищевые продукты – мясо, фрукты и овощи, молоко. Для ботулизма это продукты с малым содержанием кислорода – консервы, соленья, копченая, вяленая рыба и колбаса, приготовленные дома.
  • Контактный путь — передача возбудителя через инфицированные предметы окружающей среды и грязные руки.

Под воздействием токсинов в тонком кишечнике нарушается транспорт глюкозы, поражается эпителий, слизистая становится гиперемированной, отечной, на ней появляются геморрагии, язвы и очаги некроза. Токсины оказывают капилляротоксическое действие, что приводит к дистрофическим и некробиотическим процессам во внутренних органах.

Активация собственной микрофлоры человека может стать причиной клостридиоза. После лечения антибиотиками или цитостатиками размножение клостридий усиливается.

Факторы, способствующие развитию клостридиозной инфекции:

  1. Напряженная экологическая обстановка,
  2. Стрессы,
  3. Длительная гормональная и антибактериальная терапия,
  4. Иммунодефицит,
  5. Недоношенность,
  6. Дисфункции ЦНС,
  7. Хроническая бессонница,
  8. Внутрибольничные инфекции,
  9. Респираторные инфекции,
  10. Операции.

Формы и симптоматика

Ботулизм — опасная инфекция, развивающееся в результате воздействия на человеческий организм ботулотоксина – продукта жизнедеятельности бактерии Clostridium botulinum. Первыми клиническими признаками патологии являются: сильные боли в эпигастрии, приступообразная головная боль, жидкий стул, многократная рвота, общее недомогание, лихорадка. Внезапно нарушается зрение, появляется двоение в глазах, теряется четкость предметов, перед глазами плавают мушки. Ботулизм проявляется афонией, дисфагией, офтальмоплегией, параличами и парезами глоточных и гортанных мышц. Больные поперхиваются жидкой пищей, у них нарушается фонация и артикуляция, голос становится «носовым», гнусавым, осиплым. Разгар болезни проявляется шаткостью походки, мышечной гипотонией, дизурией, бледностью кожи, тахикардией. В заключительной стадии заболевания преобладают симптомы нарушения дыхательной функции: одышка, чувство сжатия или стеснения в груди, удушье.

Столбняк – острое инфекционное заболевание, развивающееся при контактном инфицировании столбнячной палочкой Clostridium tetani, распространенной повсеместно. Возбудитель C.tetani вырабатывает мощнейший яд – столбнячный нейротоксин, который поражает двигательные клетки спинного и головного мозга. Паралич сердечной мышцы и дыхательного центра — причины смерти больных при столбняке. Заболевание развивается преимущественно у лиц в возрасте 3-7 лет. Это связано с высокой подвижностью детей и их частой травматизацией. Заболеваемость столбняком максимальна в южных районах с развитой сельскохозяйственной сферой, особенно в теплое время года.

Газовая гангрена – специфическое поражение глубоко расположенных раневых поверхностей, вызываемое Clostridium perfringens (клостридия перфрингенс). Через пару дней после получения тяжелой травмы появляются симптомы патологии. В ране создаются необходимые условия для роста и развития клостридий: отсутствует кислород, имеются омертвевшие клетки. Бактерии в очаге продуцируют токсины, что приводит к тяжелой интоксикации организма. Пораженные ткани отекают и отмирают. Симптомами патологии являются: крепитация, возникающая при пальпации пораженной ткани; зловонное отделяемое из раны; лихорадочное состояние.

Газовая гангрена

Псевдомембранозный колит является следствием антибиотикотерапии. У больного развивается дисбактериоз кишечника с преобладающей активностью Clostridium difficile (клостридия диффициле). Микроб колонизирует слизистую кишечника и выделяет энтеротоксин и цитотоксин. Воспаление слизистой сопровождается образованием «псевдомембран», которые представляют собой фибринозные налеты. При отсутствии активной терапии колита развиваются тяжелые осложнения – прободение кишечной стенки, перитонит и летальный исход. Обычно данное заболевание возникает у лиц преклонного возраста, онкологических больных, пациентов после операций. Патология имеет острое начало. У больных появляется лихорадка, метеоризм, схваткообразные болезненные ощущения в животе, упорная рвота, отрыжка, головная боль и прочие симптомы интоксикации. У них развивается анорексия, кахексия, неухоженность, потеря телесного веса, тенезмы, потуги, моральная подавленность, депрессия. Резко снижается иммунитет, возникает диарея. Жидкий стул содержит наложения фибрина и издает гнилостный запах.

Антибиотикоассоциированные диареи развиваются у пациентов ЛПУ, прошедших длительную антибиотикотерапию. Клостридии, обитающие в кишечнике, становятся устойчивыми к лекарствам. Болезненность в околопупочной области быстро распространяется по всему животу. Стул учащается, но общее состояние больных остается удовлетворительным. Новорожденный дети и малыши первого года жизни не болеют данной патологией, поскольку они получают с материнским молоком антитела против антигенов-клостридий.

Некротический энтерит — воспаление стенки кишечника с образованием очагов некроза, эррозий и язв. У больных поднимается температура, озноб, диспепсия, жидкий стул с кровавой пеной. Специалисты обнаруживают гепатоспленомегалию, резкое вздутие живота, указывающее на парез кишечника. Возможно развитие кровотечений, тромбоза артериол и венул, прободения язв. Некротический энтерит обычно развивается у ослабленных лиц, детей и пожилых людей.

Пищевая токсикоинфекция, вызванная клостридиями, проявляется классическими симптомами пищевого отравления: лихорадкой, диареей, диспепсией, отсутствием аппетита, болью в животе. Диспепсический и интоксикационный синдромы — основа данной формы патологии. Больные становятся вялыми и беспокойными. Симптомы сохраняют 3-4 дня, а потом утихают.

Диагностика

Диагностика клостридиозов начинается с изучения симптомов заболевания, выяснения его взаимосвязи с травмой, антибактериальной терапией, употреблением определенных продуктов. Диагноз ставится с учетом анамнеза, эпидемиологических факторов, клинических проявлений. Лабораторные и инструментальные методики позволяют поставить окончательный диагноз.

  • Микроскопическое исследование биоматериала позволяет обнаружить грамположительные палочки со слегка закругленными концами и спорами.
  • Бактериологическое исследование. Материал для исследования — раневое отделяемое, испражнения, рвотные массы, моча, кровь, трупный материал. Подготовка для сдачи анализа не требуется. В микробиологической лаборатории биоматериал засевают на специальные питательные среды — Кита-Тароцци или Вильсон-Блер. Посевы инкубируют в анаэростате 3 суток. На Вильсон-Блер появляются черные колонии, растущие в глубине среды и имеющие шаровидную и чечевицеобразную форму. Подсчитывают их общее количество, подтверждают принадлежность к клостридиям изучением мазка по Грамму. Затем проводят полную идентификацию выделенного возбудителя до вида. Посев кала для определения рода и вида возбудителя проводят в бактериологической лаборатории.
  • Биологическая проба на белых мышах проводится с целью выявления токсинов клостридий и их нейтрализации.
  • Антигенный тест выполняют в иммунологических лабораториях ЛПУ и диагностических центров.
  • Экспресс-диагностика – исследование кала методом иммуноферментного анализа, позволяющее обнаружить в фекалиях больного энтеротоксин.
  • Биопсия слизистой оболочки кишечника выявляет характерные воспалительные изменения.
  • Серодиагностика – определение токсина в РНГА с антительным диагностикумом и постановка реакции встречного иммуноэлектрофореза.
  • Инструментальная диагностика – рентгенография кишечника, в ходе которой специалисты-рентгенологи обнаруживают скопление газа в тканях организма.
  • Эндоскопическое и томографическое исследование дает картину локального или разлитого воспаления кишечника с наличием псевдомембран.

Если в бактериологическом анализе кала у грудного ребенка повышены клостридии, это указывает на имеющий дисбактериоз кишечника. При этом у грудничка появляется вздутие живота, частые срыгивания, снижение аппетита, нерегулярный стул, нарушение сна. Количество бактерий в кале у грудных детей, превышающее 10 4 — признак патологии, которую необходимо лечить.

Нормальное содержание клостридий в анализе на дисбактериоз обеспечивает оптимальную работу желудочно-кишечного тракта. Если их количество резко увеличивается, появляется диарея, вздутие и прочие признаки диспепсии.

Лечение

Клостридиозы — заболевания, требующие лечения в условиях стационара и оказания квалифицированной медицинской помощи. Если у больного имеются диспепсические симптомы и интоксикация, ему промывают желудок и ставят очистительную клизму. В течение первых суток специалисты рекомендуют соблюдать водно-голодную диету.

Медикаментозная терапия:

  1. Антитоксические сыворотки и иммуноглобулины нейтрализуют токсины при ботулизме и столбняке.
  2. Антибиотики, к которым чувствительны клостридии — макролиды «Азитромицин», «Кларитромицин», цефалоспорины «Цефтриаксон», «Цефазолин», защищенные пенициллины «Амоксиклав», «Метронидазол», «Ванкомицин».
  3. Пробиотики и пребиотики для нормализации биоценоза кишечника – «Аципол», «Бифиформ», «Лактофильтрум», «Хилак-форте», «Линекс», «Энтерол».
  4. Инфузионная терапия для нормализации баланса жидкости в организме. Для борьбы с интоксикацией внутривенно вливают «Реополиглюкин».
  5. В тяжелых случаях применяют антигистаминные препараты и кортикостероиды.
  6. Симптоматическая терапия — гепатопротекторы, ферменты, энтеросорбенты, витамины, жаропонижающие средства, ноотропы, сердечные гликозиды.

Профилактика

Профилактические мероприятия, позволяющие предупредить развитие клостридиозов:

  • Cоблюдение санитарных правил и норм,
  • Тщательное мытье и термическая обработка продуктов питания,
  • Поддержание здоровой микрофлоры кишечника и работы иммунитета,
  • Своевременное выявление и изоляция инфицированных лиц,
  • Определение бактерионосителей клостридии,
  • Прием антибактериальных средств только по назначению врача,
  • Обеспечение санитарно-гигиенического режима в ЛПУ.

В настоящее время разработана и активно применяется специфическая профилактика столбняка, которая заключается в создания активного иммунитета всем детям, начиная с 3-месячного возраста. Для иммунизации используют вакцину АКДС, АДС или АС. Проводят вакцинацию в соответствии с Национальным календарем прививок.