Факторы патогенности возбудителя газовой гангрены (C. perfringens)

а) Факторы патогенности и клеточно-молекулярный механизм их действия. В отличие от возбудителей многих других инфекционных заболеваний человека, факторы патогенности гангренозных клостридий и клеточно-молекулярные механизмы их взаимодействия с клетками макроорганизма практически не исследованы.

Роль микробного фактора в патогенезе газовой гангрены чрезвычайно сложна и изучена недостаточно, что связано с поликлостридиальной природой заболевания, полиморфизмом каждого из возбудителей, многочисленностью вырабатываемых ими токсинов и энзимов, являющихся факторами патогенности.

Наиболее сложный токсический комплекс, включающий альфа-токсин (лецитиназа С), коллагеназу, гиалуронидазу, тета-гемолизин (перфринголизин), дезоксирибонуклеазу, нейраминидазу и другие биологически активные вещества (всего известно 12), продуцирует С. perfringens. Указанные субстанции в основном являются энзимами и обладают летальными, некротизирующими, фибринолитическими, протеолитическими, гемолитическими свойствами.

Штаммы С. perfringens типа А, вызывающие газовую гангрену, продуцируют преимущественно высокоактивный альфа-токсин, или лецитиназу С (фосфолипазу С), представляющий собой металлоэнзим, катализирующий гидролиз лецитина до фосфорилхолина и диглицерида.

Три другие вида гангренозных клостридий продуцируют токсины, представляющие собой различные по структуре и функциям токсические белки, характеризующиеся антигенной специфичностью в летальном тесте с соответствующими антитоксическими сыворотками для каждого вида.

Наибольшая часть работ посвящена изучению альфа-токсина (фосфолипазы С) его молекулярной структуре и механизму действия. Показано, что альфа-токсин является цинкосодержащим металлоэнзимом с размером молекулы около 60 кД. Сравнительный анализ аминокислотной последовательности позволил выявить несколько доменов данной молекулы. Первый — сигнальный пептид, необходимый для секреции белка бактериальной клеткой. Следующий домен, обладающий гомологией с другими фосфолипазами, необходим для осуществления фосфолипазной активности.

Третий домен имеет существенную гомологию с одним из эукариотических ферментов, участвующих в каскаде арахидоновых кислот. Этот домен отсутствует у многих бактериальных фосфолипаз и, хотя сам по себе не проявляет ферментативной активности, необходим для осуществления гемолитического, летального и сфингомиелиназного эффекта.

Микробиологическая диагностика возбудителя столбняка (C. tetani)

Рентгеноструктурный анализ указывает, что данный С-терминальный домен необходим для взаимодействия молекулы с фосфолипидами эукариотических мембран. В эксперименте иммунизация мышей фрагментом белка этого домена защищает животных от развития газовой гангрены.

Полученные данные свидетельствовали о полифункциональности фосфолипазы С, что было подтверждено в датьнейших экспериментах. Было установлено, что введение животным незначительного количества очищенного белка приводило к быстрому (в течение 2-5 мин) образованию свободно перемещающихся внутрисосудистых тромбов. Нарастание тромбоза вело к окклюзии кровеносных сосудов с развитием ишемии и зон некроза. Обнаруженный феномен был связан с активацией рецепторов на поверхности тромбоцитов, механизм которой пока неизвестен.

Таким образом, возникновение и быстрое нарастание некротических процессов в тканях, присущее газовой гангрене, может быть вызвано альфа-токсином (фосфолипазой С), продуцируемым возбудителем.

В отношении механизма действия перфринголизина (тета-токсин), относящегося к классу тиолзависимых гемолизинов, показано, что он оказывает прямое некротизирующее действие на ткани, а также на лейкоциты воспалительного очага.

К потенциальным факторам патогенности С. perfringens относят нейраминидазу (сиалидазу), расщепляющую ацетилнейраминовую кислоту гликопротеинов, гликолипидов и олигосахаридов, что способствует разрушению рецепторного аппарата эукариотических клеток. Сочетанное действие нейраминидазы и гиалуронидазы (мю-токсин) клостридий может вести к разрушению соединительной ткани и быстрому распространению возбудителя в тканях.

К гистотоксическим продуктам С. perfringens относятся также дельта-токсин (гемолизин), каппа-токсин (коллагеназу), лямбда-токсин (протеиназу), механизм действия которых изучен весьма мало, хотя известно, что они, способствуя активному метаболизму микробной клетки, обеспечивают бурную вегетацию и инвазию возбудителей газовой гангрены в организме.

б) Биологические модели газовой гангрены. К возбудителям газовой гангрены чувствительны почти все лабораторные животные при заражении их культурами или токсинами клостридий. Так, например, к С. perfringens высоко чувствительны обезьяны, морские свинки, мыши, менее чувствительны кролики, крысы, собаки. Наиболее универсальными и доступными животными для моделирования газовой гангрены являются морские свинки и белые мыши. Для получения типичной клинической картины необходимо соблюдать следующие условия:

1) вводить микробную взвесь вместе с 5-10% раствором хлористого кальция, создающего благоприятные условия в тканях (некроз, ишемия, снижение фагоцитарной активности) для вегетации и токсинообразования возбудителей газовой гангрены;

2) инъекцию микробной взвеси производить внутримышечно, что обеспечивает глубокое ее проникновение в мышечную ткань и анаэробные условия. Определяют токсигенные свойства клостридий обычно на белых мышах, которые после внутривенного и внутрибрюшинного их введения быстро погибают с явлениями гематурии. Дермонекротические свойства гангренозных токсинов выявляют путем постановки кожной пробы на морских свинках.

- Читать далее "Патогенез и иммунитет при газовой гангрене"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 16.12.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.