Файл: Учебное пособие для студентов лечебного факультета по дисциплине Инфекционные болезни.pdf

13 o
Токсин типа Е имел наименьшую продолжительность действия, но в отличие от двух других типов, доза токсина не влияла на время паралитических проявлений.

Типы C и D в естественных условиях способны вызывать заболевания у птиц, лошадей и крупного рогатого скота; штаммы, которые продуцируют эти типы токсинов, находятся в кишечном тракте некоторых животных. Известны вспышки ботулизма среди рогатого скота, связанные с
контаминированным силосом.

Данных о том, что G-токсин когда-либо приводил к заболеваниям среди людей в литературе не встречается (табл. 1).

Токсины С, D и G при распространении с помощью аэрозоля вызывают ботулизм у приматов. Основываясь на данных экспериментах, большинство ученых считают, что люди тоже восприимчивы к данным типам токсина.

Ботулинические токсины бесцветны, не имеют запаха и
,
предположительно, безвкусны.

При распылении частицы токсина достигают в размере от
0,1 до 0,3 мкм.

Все типы токсинов разрушаются при кипячении в течение
10 мин или при температуре 80°С в течение 30 мин. Токсины также инактивируются при нагревании (
>
85°C в течение 5 минут).

В случае целенаправленного применения ботулинического токсина бактерии Сl.Botulinum могут как выявляться, так и нет.
1.2. Патогенез
1.2.1. Действие ботулотоксина на нервно-мышечное
соединение
Ботулотоксин является полиаппликационным ядом и его проникновение в организм человека осуществляется следующими механизмами:

Заглатывание преформированного (ранее образованного) токсина.

Вдыхание преформированного токсина.

Локальная продукция токсина Cl.botulinum в желудочно- кишечном тракте.

14

Локальное продуцирование токсина
Cl.botulinum в некротических тканях раны.
(токсин не абсорбируется через интактную кожу).
Далее выделяют следующие стадии патогенеза:

Ботулотоксин активизируется протеолитическим расщеплением; при этом приобретает структуру 150-кд полипептида, состоящего из двух цепей (тяжелая[100кд] и легкая
[50 кд]), которые связаны между собой одиночной сернистой связью (рис.3).

Ботулотоксин всасывается в кровь и переносится к нервно- мышечному соединению.

В нервно-мышечном соединении тяжелые цепи токсина связываются с нейронной мембраной на пресинаптической стороне периферийного синапса.

Затем токсин попадает в нейронную клетку при помощи эндоцитоза, созданного рецептором.

Легкая цепь токсина через мембрану эндоцитозного пузырька попадает в цитоплазму.

Попав в цитоплазму, легкая цепь токсина (являющаяся цинксодержащей эндопептидазой) расщепляет некоторые белки, образующие синаптическую систему слияния. Сипантические белки, которые еще называют
SNARE-протеинами или белками ловушками, включают в себя синаптобревин (расщепляется посредством токсинов типа B, D, F, G), синтаксин (расщепляется типом С) и синаптосомально-ассоциированный протеин (SNAP-
25, расщепляется токсинами типа С и Е). Видимо, клостридиальный нейротоксин, до того как происходит расщепление, вначале образует связь с комплексом SNARE.

Синаптическая структура соединения позволяет синаптическим везикулам (содержащим ацетилхолин) образовать связь с мембраной нейрона. Разрушение синаптической структуры предотвращает образование связи, что, в свою очередь, останавливает процесс проникновения ацетилхолина в синаптическую щель (рис.4).

Без высвобождения ацетилхолина аффилированные (от
англ. аffiliation - соединение, связь)
мышцы теряют способность сокращаться, иными словами, становятся парализованными.

15
Progenitor toxin – про-токсин
Active toxin – активный токсин
Proteolytic cleavage – протеолитическое расщепление
Heavy chain – тяжелая цепь
Light chain – легкая цепь
Рисунок 3 - Схема ботулинического токсина
(Kedlaya D.,
Lorenzo C.T., 2010)
Neuromuscular junction with botulism toxin present – нервно-мышечное соединение и ботулотоксин
Vesicles with acetylcholine – везикулы с ацетилхолином
Рисунок 4 - Действие ботулотоксина на нервно-мышечное соединение
(Kedlaya D., Lorenzo C.T., 2010)

16

Блокада в высвобождении ацетилхолина может продлиться несколько месяцев, затем нормальное функционирование постепенно восстанавливается при помощи восстановления
SNARE-протеинов в цитоплазме или же за счет образования новых синапсов.

Смерть от ботулизма наступает исключительно при возникновении паралича дыхательных мышц или же обструкции в дыхательных путях.

Также смерть может наступить в результате осложнений, связанных со слишком долгой вентиляционной поддержкой легких или же с интенсивной терапией.

Ботулотоксин, видимо, не проникает через гематоэнцефалический барьер, поэтому функционирование центральной нервной системы не нарушается.
1.2.2. Механизмы основных клинических проявлений
ботулизма.
Патогенез отдельных симптомов и синдромов при ботулизме детально представлен на рис. 5 и в табл. 2.
Таким образом, ведущую роль в патогенезе ботулизма играет токсин. При обычном заражении он попадает в организм вместе с пищей, содержащей также и вегетативные формы возбудителей -продуцентов яда. В желудке, под действием соляной кислоты желудочного сока
,
ботулотоксин не разрушается.
Ботулотоксин всасывается из слизистой оболочки желудка и тонкой кишки, откуда он попадает в кровь и разносится по всему организму, нарушая деятельность нервных клеток, ответственных за передачу возбуждения к мышцам.
Ботулотоксин блокирует освобождение ацетилхолина в холинергических синапсах, что обусловливает развитие периферических параличей. Холинэстеразная активность в синапсах практически не изменяется.
При этом, фармакологическое действие токсинов включает дестабилизацию
(расщепление)
SNARE-протеинов с последующей блокадой высвобождения ацетилхолина в синаптическую щель.

17
Рисунок 5 - Схема механизма действия ботулотоксина
( цитируется по В.В. Никифорову)

18
Таблица 2
Патогенез основных клинических симптомов ботулизма
Патогенез отдельных симптомов и синдромов при ботулизме.
Симптомы
Патогенез
Нарушение дыхания (частое,
поверхностное)
Парез мышц диафрагмы, брюшного пресса, межрѐберных мышц, гипоксия
Мышечная слабость, парезы,
параличи
Нарушение передачи нервных импульсов, гипоксия, метаболические нарушения
Тахикардия, повышение АД
Гипоксия, повышение активности симпатико- адреналовой системы (увеличение содержания катехоламинов)
Сухость во рту, нарушение глотания,
гнусавость голоса, ограничение
движения языка
Поражение ядер V, IX, XII черепных нервов
Нарушение конвергенции, птоз,
диплопия
Поражение ядер III, IV черепных нервов
Широкие зрачки, нарушение зрения,
аккомодации
Поражение n.m.ciliares
Амимия
Поражение лицевого нерва
Вздутие живота, запор
Угнетение функции блуждающего нерва, увеличение содержания катехоламинов
Рвота, одно- или двукратное
послабление стула в начальный
период
Местное действие ботулотоксина, действие другой флоры, содержащейся в продукте
Задержка мочеиспускания
Поражение вегетативной нервной системы, преобладание симпатической активности, снижение тонуса мочевого пузыря
Бледность кожи
Сужение капилляров кожи
При ботулизме поражаются все черепные нервы, кроме чувствительных, таких как обонятельный, зрительный, преддверно-улитковый нервы. В первую очередь, страдают мышцы глаз, глотки и гортани, затем дыхательные мышцы.
Особой чувствительностью к ботулотоксину обладают мотонейроны спинного и продолговатого мозга, что проявляется развитием бульбарного и паралитического синдромов.
Следует подчеркнуть, что наиболее неблагоприятным проявлением паралитического синдрома является нарушение спонтанного дыхания в результате пареза дыхательной

19 мускулатуры с развитием острой дыхательной недостаточности
(ОДН), которая при отсутствии адекватной респираторной поддержки и является основной причиной неблагоприятных исходов ботулизма.
В патогенезе ботулизма большую роль играет гипоксия
– четыре ее разновидности – гистотоксическая, гипоксическая, циркуляторная и гемическая
. Поражение больших мотонейронов передних рогов спинного мозга и двигательных ядер черепных нервов токсином сопровождается нарушением энергетических процессов в клетке. В свою очередь, угнетение активности больших мотонейронов передних рогов спинного мозга, иннервирующих дыхательную мускулатуру, приводит к развитию прогрессирующей острой дыхательной недостаточности. Гипоксическая гипоксия нарастает при обтурации бронхов аспирационными рвотными массами, слюной и пищей, что связано с парезами мышц гортани, глотки и надгортанника
Токсинемия вызывает угнетение ферментов пентозофосфатного шунта, ингибирование клеточных Na
+
/K
+
насосов эритроцитов и обусловливает развитие гемической гипоксии.
Дисциркуляторные явления,
«централизация» кровообращения влекут за собой циркуляторную гипоксию, усугубляющую степень выраженности других видов гипоксии.
Гибель больных обычно наступает от вентиляционной дыхательной недостаточности, иногда - от внезапной остановки сердца.
Патологоанатомические изменения при ботулизме имеют неспецифический характер. Они обусловлены гиперемией, полнокровием внутренних органов, отѐком головного мозга, точечным кровоизлияниям в слизистую оболочку желудочно- кишечного тракта.
Выражены признаки нарушения микроциркуляции в головном мозге. При этом деструктивные изменения нервных клеток умеренные. В сосудистых стенках микроциркуляторного русла выявляются дистрофические изменения.
1.3. Эпидемиология
1.3.1. Пищевой ботулизм

20
Название «ботулизм» происходит от лат. botulus -колбаса и связано с тем фактом, что первые описанные случаи заболевания были связаны с пищевым путем заражения и обусловлены употреблением кровяных и ливерных колбас.

Пищевой ботулизм возникает при употреблении пищи, контаминированной преформированным ботулотоксином и последующей абсорбцией токсина в желудочно-кишечном тракте. Для того чтобы пища стала причиной ботулизма, необходимы следующие условия: o
Пища должна содержать споры клостридий ботулизма в результате ее загрязнения почвой. o
Споры должны «пережить» процесс обработки пищевого продукта: споры должны сохраниться в продукте в процессе его недостаточной механической обработки и приготовления пищи. o
Должны присутствовать все необходимые условия для прорастания спор в вегетативные формы и продукции нейротоксина. o
Пища перед употреблением не должна подвергаться термической обработке, приводящей к инактивации ботулотоксина (≥85° С в течение 5 минут).

В целом, благоприятные условия для прорастания спор в вегетативные формы и продукции нейротоксина включают в себя следующие условия, хотя на этот счет существуют различные мнения: o
Наличие анаэробной среды o
Некислотный уровень pH: для штаммов типа A и протеолитических типа B оптимальны уровни pH 4.6-8.5
(допустимы некоторые отклонения в зависимости от конкретного продукта питания, что приводит к образованию токсина при кислотном уровне рН).
o
Температура не ниже 10°С (оптимальная температура для развития протеолитических штаммов близка к 35°C), некоторые штаммы типов B, E, F могут продуцировать токсин при температуре от 3 до 4°С. o
Для штаммов типа Е минимальные значения рН при 5 и
30°С составляют 5.4 и 6.2, соответственно. o
Низкие концентрации сахара и соли.

21

Причиной пищевого ботулизма на территории США, стран
ЕС, СНГ как правило являются токсины типов А, В и Е. В США вспышки пищевого ботулизма были зарегистрированы CDC в период между 1950 и 1996 гг. и территориально были распределены следующим образом: o 144 вспышки из 167 (86%) ботулизма типа А возникли к западу от реки Миссисипи o
37 из 61 (61%) вспышек типа В произошло к востоку от реки Миссисипи o
56 из 67 (84%) вспышек ботулизма типа Е зафиксировано на Аляске

Довольно редки случаи обнаружения пищевого ботулизма типа F у человека.

Недавно в США было заявлено об обнаружении рецидивного ботулизма типа В. Причиной послужило частое употребление приготовленного в домашних условиях соуса чили.
Два случая было зарегистрировано в США и три в других странах.

Согласно данным CDC ежегодное среднее количество зарегистрированных случаев ботулизма за 1973-1996 гг. составляло 24 (в диапазоне от 8 до 86).

Среднее ежегодное количество вспышек пищевого ботулизма за 1950-1996 гг. составляло 9,4, а число случаев на одну вспышку - 2,5.

В период между 1990 и 2000 гг. среднее количество зарегистрированных вспышек ботулизма в год составляло 14
(варьировало от 9 до 24) со средним количеством случаев за одну вспышку 1 (варьировало от 1 до 17). В течение этого периода времени наибольшее количество заболеваний было зарегистрировано в Аляске (19 случаев на миллион человек),
Айдахо (0,6 на миллион) и Вашингтоне (0,3 на миллион).

Основным источником пищевого ботулизма в России и
США продолжают оставаться испорченные или плохо приготовленные домашние консервы (главным образом из овощей и грибов).

22
Рисунок 6 - Источники пищевого ботулизма

За последние 20 лет зафиксировано много случаев ботулизма, причиной которого явились продукты промышленного производства, как консервированная, так и приготовленные другим способом. В качестве примеров можно привести
:
запеченный в фольге картофель, обжаренный лук, чеснок в масле, фабричный сырный соус, фабричный чили, йогурт из лесного ореха, арахис, матамбре (аргентинский рулет из мяса, приготовленный в теплоизоляционной пленке), морковный сок и консервированный перец чили.

В США описаны большие ресторанные вспышки ботулизма, где причиной отравления послужили не консервированные продукты, а картофельный салат, жареный лук и пр., хранившиеся перед употреблением в пищу при высокой температуре и влажности под толстым слоем жира, создававшим анаэробные условия, и подававшиеся на стол без предварительной термической обработки.

Разнообразная соленая, вяленая, копченая и консервированная рыба стала причиной вспышек ботулизма типа
Е в США и других частях света.

23

Одной из острых проблем среди коренного населения
Аляски является пищевой ботулизм, связанный с употреблением вяленого мяса морских животных и рыбы.

Причиной ботулизма иногда могут стать необычные способы приготовления пищи (особенно в домашних условиях).
Вспышка в Турции (Восточная Анталия) в 2005 г. была связана с сузме - йогуртом, который для приготовления хранят в почве.

Торговля слабо подогретой и охлажденной пищей, ставшая популярной в таких странах, как США и Великобритания, поставила вопрос о перспективах пищевого ботулизма на повестку дня.

Случаев передачи ботулизма через воду не зарегистрировано, чему способствует ряд причин: o
Ботулотоксин теряет свою активность при стандартной обработке воды. o
Активное смешивание и разбавление воды минимизирует содержание в ней вредных веществ и микроорганизмов.

В России на первый план выдвинулись пищевые вспышки ботулизма, связанные с консервированными домашним способом грибами (65-68% случаев), овощами и несколько реже
- соленой и копченой рыбой. Опасности домашнего консервирования очевидны: термостойкость спор позволяет им сохраниться даже при длительном кипячении при 100-110°С; концентрации солей и уксуса, применяемые при консервировании, не препятствуют токсинообразованию, а герметизация банок с самодельными консервами приводит к созданию анаэробных условий.

Популярность домашнего консервирования и объясняет, в конечном итоге, наблюдающуюся во всем мире достаточно высокую заболеваемость ботулизмом (по РФ за последнее десятилетие в среднем регистрируется 400—500 случаев в год с летальностью 7—9 %).
1.3.2. Раневой ботулизм

Раневой ботулизм связан с инфицированием раныпри ее загрязнении почвой, содержащей споры C.botulinum, которые

24 прорастают в вегетативные формы, продуцируют токсин с последующей его абсорбцией в циркуляцию крови.

Cl.botulinum повсеместно содержится в почве на территориях стран СНГ, ЕС, США.

Раневой ботулизм все чаще встречается среди наркоманов, употребляющих наркотики внутривенно. Особенно это наблюдается в Калифорнии, где болезнь связана с употреблением «черного героина». В Великобритании с 2000 г. заметно возросло количество наблюдений бактериальных инфекций (главным образом, раневого ботулизма) среди лиц, употребляющих героин внутривенно.
Авторы данного исследования выяснили, что главным фактором риска являются
«нарывы» в кожных и мышечных тканях. В Германии и в
Швеции также были зарегистрированы подобные случаи ботулизма типа Е, подтвержденного ПЦР.

Раневой ботулизм в случае с наркоманами может быть ошибочно расценен как передозировка наркотиков, но наличие характерных клинических признаков может помочь врачам поставить правильный диагноз. Ботулизм можно предполагать у наркоманов при выявлении дизартрии или дисфагии.

Раневой ботулизм может возникнуть вследствие определенных травм, таких как открытые переломы, рваные раны, колотые и огнестрельные ранения, глубокие ссадины
(«Асфальтная болезнь») или же ранения, полученные в результате аварии.

Зафиксировано несколько наблюдений, когда гайморит, возникший вследствие употребления кокаина, привел к раневому ботулизму.

Имеется информация о развитии ботулизма у нескольких пациентов после операций (обычно после интраабдоминальных процедур), был описан один случай возникновения ботулизма вследствие нагноения зуба.

В период между 1943 и 1985 гг. (когда впервые раневой ботулизм стали распознавать как заболевание) в CDC было зафиксировано 33 случая. В период с 1986 по 1996 гг. выявлено
78 случаев, в большинстве своем связанных с употреблением наркотиков.