Анаеробни спорообразуващи бактерии (Род Clostridium)

Обща характеристика

Род Clostridium принадлежи към семейство Clostridiaceae, рода обединява 83 вида строго анаеробни, пръчковидни микроорганизми, които включват важни патогенни за човека видове:

1. Clostridium botulinum ;
2. Clostridium difficile;
3. Clostridium perfringens;
4. Clostridium tetani;
5. Clostridium sordellii.

През 1897 г. белгийският професор по биология Емил ван Ерменгем публикува констатацията си за организъм, образуващ ендоспори, който е изолирал от развалена шунка. Биолозите класифицират откритието на ван Ерменгем заедно с други известни Грам-положителни спорообразуващи бактерии в рода Bacillus. Тази класификация обаче представлявала проблем, тъй като изолатът нараствал само в анаеробни условия, но Bacillus расте добре в кислородна среда.

През 1924 г. Ида А. Бенгтсън отделя микроорганизмите на ван Ерменгем от групата Bacillus и ги премества в нов род - Clostridium.

Морфологична характеристика

Клостридиите са Грам-положителни, пръчковидни бактерии с размери от 1,5 до 2 микрометра. Притежават ресни, но не образуват капсула. Изключение прави Clostridium perfringens, който притежава капсула, но не образува ресни. Всички бактерии от рода образуват спори.

Спората може да се разполага терминално, централно или парацентрално в клетката.

Културелни особености

Клостридийте са анаероби и растат в анаеробни условия, няколко вида са устойчиви и растат в присъствие на атмосферен въздух. Оптимални за развитието им са температури от 35 до 37 градуса ºC и рН 6,8-7,4.

Взискателни са спрямо хранителните среди, причинителя на тетануса Clostridium tetani се изолира на селективен кръвно-глюкозов агар на Цайслер или на лактозо-жълтъчно-млечен агар на Уилис. Върху същите среди се изолират и клостридиум перфирингенс и клостридиум ботулинум.

В течни среди дават потъмняване и утайка на дъното на епруветката.

Клостридиите могат да ферментират различни захари и по-голямата част от бактериите в рода разграждат протеини и желатин. Тези метаболитни характеристики се използват за разделяне клостридиите на захаролитична и протеолитична група.

Антигенни характеристики

Бактериите от рода притежават соматични О- и ресничести Н-антигени.

Фактори на патогенност и вирулентност

Патогенността на клостридиите се обуславя от образуването на силни екзотоксини, характерни за членовете на рода.

Патогенните щамове произвеждат множество токсини. Най-добре характеризираните са:

• Ентеротоксинът (Clostridium difficile токсин А) и цитотоксинът (Clostridium difficile токсин В), като и двата могат да предизвикат диария и възпаление при заразени пациенти.
• Алфа токсинът, продуциран от причинителя на газовата гангрена разгражда фосфолипидите в клетъчната мембрана и притежава хемолитична, некротична и летална активност.
• Тетаничния екзотоксин е съставен от два компонента - тетаноспазмин и тетанохемолизин. Тетаноспазминът блокира освобождаването на задържащи трансмитери в синапсите между невроните, което довежда до хиперактивация на спиналните неврони и развитие на тонични мускулни спазми. Тетаничният токсин е един от най-силните известни токсини.
• Ботулиновият токсин образуван от клостридиум ботулинум, който се счита за най-силната известна отрова, блокира освобождаването на ацетилхолин в нервно-мускулния синапс, а това довежда до развитие на вяли парализи.

Епидемиология

Клостридите са анаеробни подвижни бактерии, които са широко разпространени в природата и са особено разпространени в почвата. Бактериите произвеждат спори, които са в състояние да понасят екстремни условия, които активните бактерии не могат да понесат. За източник на инфекция се считат тревопасните животни, човека и почвата.

C. difficile може да се установи в дебело черво и се открива при 2-5% от възрастното население. Неговите клетки остават жизнени в продължение на четири денонощия.

Clostridium sordellii, е причинител на инфекции при млади жени във връзка с бременността и медицинските аборти, при употребяващи инжекционни наркотици и при пациенти с травматични рани.

Патогенеза и клинична картина

Няколко вида Clostridium са патогенни за хората и домашните животни. Те са отговорни за добре познатите болести като тетанус, газова гангрена, ботулизъм, псевдомембранозен колит. Също така, клостридиите могат причинят редица инфекции като холецистит, пневмония, бактеремия (наличие на бактерии в кръвообръщението), емпием (наличие на гной в анатомично обособена кухина) и абсцеси.

Clostridium difficile причинява една от най-честите причини за инфекция на дебелото черво, засягаща милиони хора годишно. Пациентите приемащи антибиотици са изложени на риск от заразяване с C. difficile. Антибиотиците нарушават нормалната бактериална флора на червата, което позволява бактериите да увеличат своето микробно число в дебелото черво.

Признаците и симптомите на псевдомембранозен колит могат да включват:

• Диария, която може да е водна или дори кървава;
• Коремни крампи и болка;
• треска;
• гадене;
• дехидрация.

Clostridium perfringens причинява широк спектър от симптоми, от хранително отравяне до целулит, фасцити и газова гангрена.

Clostridium sordellii може да причини инфекция в изключително редки случаи след медицински аборти.

Тетаничния клостридиум причинява тетанус. Тетанусът е покривна инфекция и се развива след попадането на спори в наранена кожа или лигавици. Инкубационният период може да продължи от 4 дни до няколко месеца.

Специфична профилактика

Подходът при профилактиране на клостридийните инфекции е различен в зависимост от вида на бактерия.

Специфичната профилактика на тетанус се осъществява чрез прилагане на тетаничен анатоксин, като в България ваксинацията против тетанус е задължителна и се провежда според имунизационния календар.

Първичната хирургична обработка на раните при газовата гангрена е от изключително важно значение за предотвратяването на инфекцията.

За специфична профилактика на ботулизма се използва противоботулинов серум, но тъй като ботулизмът е рядко заболяване не се прилага задължителна инфекция според имунизационния календар.

Микробиологична диагностика

Изследват се:

1. раневи секрети;
2. гной;
3. кръв;
4. повърнати материи;
5. урина.

Микробиологичната диагноза се поставя чрез провеждане на микроскопско, културелно и биологично изследване.

Микроскопирането дава единствено ориентировъчна информация.Културелното изследване се извършва след предварително загряване на материалите до 80 градуса ºC, за да се унищожат неспорообразуващите бактерии. Биологичното изследване се извършва чрез заразяване на опитни животни.

Лечение

За лечение на клостридиалните инфекции се използват широкоспектърни антибиотични средства, като специфичната профилактика на инфекциите зависи от вида на микроорганизма от род Клостридия.