Научные статьи о столбняке

ВОЗБУДИТЕЛЬ СТОЛБНЯКА

Историческая справка. Заболевание столбняк животных было известно 2—3 тыс. лет до н. э. В 1883 Н. Д. Мо­настырский впервые описал столбнячную бациллу. Под­робно изучил столбнячную палочку немецкий ученый А. Николайер (A. Nicolaier) в 1884. В 1889 японский микробиолог Ш. Китазато (S. Kitazato) выделил чистую культуру возбудителя. В 1890 немецкий бактериолог Э. Бе­ринг (Е. Behring) и Китазато разработали метод полу­чения противостолбнячной сыворотки. В 1927 французский бактериолог Г. Рамон (G. Ramon) получил столбнячный анатоксин, который применяют для иммунизации животных против столбняка. В СССР изучали столбняк Н. Е. Цветков, Ф. И. Каган, Н. М. Стрелков, Г. И. Елизаровский и др. [5]

Возбудитель. Возбудитель столбняка — Clostridium tetani (род Clostridium, семейство Bacillaceae) — крупная грамположительная палочка клостридия, политрих.[4]

Морфология. Clostridium tetani - крупная грамположительная палочка клостридия, политрих, имеет более 20 жгутиков, облигатный анаэроб. При доступе кислорода образует споры. Морфология спор зависит от стадии их развития, молодые споры могут быть овальными, а не сферическими. Столбнячные палочки не образуют капсул, двигаются за счет перитрихеальных жгутиков [1].

Культуральные свойства. Исследуемый материал культивирую в МППБ (СРЕДА Китт - Тароции), а также в МПБ, на МПА при температуре 37-38 o С 24-48 часов. [6]

Рост на среде Китта – Тароцци: раннее помутнение и бурное интенсивное газообразование. [2]

Рост на глюкозо–кровяном агаре Цейсслера: округлые, гладкие, выпуклые, серовато – зеленые колонии. Гемолиз сильный, грязно – коричневого цвета, имеет две зоны. Среда буро – коричневого цвета. [1]

Биохимические свойства. Не расщепляет углеводов; обладает слабыми протеолитическими свойствами, медленно гидролизует желатин и свертывает молоко, восстанавливает нитраты в нитриты.

Не ферментирует глюкозу до кислоты и газа, не ферментирует лактозу, маннит, мальтозу, сахарозу, не образует индол и сероводород, створаживает молоко, желатин разжижают.Cl. tetani образует фирилизин. [5]

Антигенное строение возбудителя. У С. tetani выявляют О- и Н-Аг. По жгутиковым Аг (Н-Аг) выделяют 10 сероваров. Все серовары столбняка продуцируют идентичные по своим антигенным свойствам тетаноспазмин и тетанолизин[4].

Серологическая диагностика. Для идентификации С. tetani в различных объектах можно использовать люминесцентно-серологический метод, применив противостолбнячную антимикробным сыворотку, меченую изотиоцианатом флуоресцеина, а также метод иммуноферментного анализа. Специально для выделения чистой культуры возбудителя столбняка Филдс предложил оригинальный способ: несколько капель прогретого при 60 ° С в течение 90 мин исследуемого материала или культуры с жидкой среды накопления сеют в конденсационную жидкость на дне пробирки со скошенным кровяным или сывороточным агаром. Посев выращивают 18-24 ч в условиях строгого анаэробиоза. Возбудитель столбняка благодаря своему ползучем роста, обусловленном жгутиками, растет в виде тоненькой пленки по всей поверхности среды. Из верхней части пленки делают 3-5 таких пересева до получения чистой культуры. Серологический метод диагностики столбняка практически не используется. Только для контроля эффективности вакцинации столбнячным анатоксином (определение уровня антитоксина в крови) выборочно проводят постановку реакции нейтрализации, ИФА, РНГА, РПГА.

Исследование методом РПГА (реакцией прямой гемагглютинации) позволяет выявить наличие антитоксических антител против возбудителя столбняка (Clostridium tetani) и определить степень напряженности противостолбнячного иммунитета.

Для анализа используют стандартные эритроциты с нанесенными антигенами Clostridium tetani. Серолог разводит исследуемую сыворотку, первую пробу - 1:10, вторую и последующие с двукратным увеличением. Затем добавляет к пробам столбнячный диагностикум, если в исследуемых пробах есть антитела к патогену - эритроциты слипаются и осаживаются. Определяют титр[7].

Биопроба. Из лабораторных животных наиболее восприимчивы белые мыши, морские свинки, кролики. Инкубационный период у белых мышей – до 36 ч, у морских свинок – до 48ч, у кроликов – до 3…4сут.

Устойчивость возбудителя. Вегетативные клетки малоустойчивы к воздействию различных факторов внешней среды. Температура 60…70ºС убивает столбнячные палочки в течение 30 мин, растворы обычных дезинфицирующих препаратов – через 15…20 мин.

Споры, напротив, весьма резистентны. В почве, высохшем кале, на различных предметах (гвозди, щепки, сельхоз орудия. колючки растений и др.0, защищённых от света, они сохраняются в течение многих лет. Прямой солнечный свет инактивирует споры через 3…5 сут. Во влажной среде при нагревании до 80ºС сохраняют жизнеспособность 6ч, а при нагревании до 90ºС – 2ч. При кипячении споры погибают через 30…50 мин, сухой жар (115ºС) разрушает их только через 20 мин. Они также относительно устойчивы к различным дезинфекторам: 1%-й раствор сулемы и 5%-й раствор фенола убивают их через 8…10 ч, 5%-й раствор креолина – за 5, 1%-й раствор формалина – за 6 ч, 0,5%-й раствор соляной кислоты – за 30 мин, 10%-ная настойка йода – за10, 1%-й раствор азотнокислого серебра – за 1 мин[9].

Иммунитет. Естественное переболевание животных столбняком создает у них нестойкий иммунитет. Впрочем, животные, не болевшие столбняком, тоже иногда имеют определенную степень иммунитета. [4]

У животных некоторых видов отмечается естественная устойчивость к столбняку. Известно, что крупный рогатый скот и свиньи болеют реже. чем другие виды животных.

Принято считать, что иммунитет при столбняке в основном антитоксический. Вакцинация животных столбнячным анатоксином сообщает им стойкий и напряжённый иммунитет, продолжающийся несколько лет. [6]

Лечение. Одним из наиболее рациональных методов лечения столбняка является раннее применение противостолбнячной сыворотки (антитоксина). Это лечение основано на выработке в организме кратковременного пассивного иммунитета.

Противостолбнячная сыворотка обезвреживает лишь те токсины, которые еще находятся в организме в свободном состоянии и не имеют органической связи с нервной тканью. [8]

Лечение анатоксином. Анатоксином называют токсин, потерявший после обработки формалином свои ядовитые свойства, но сохранивший свой антиген. Применение столбнячного анатоксина основано на образовании активного иммунитета. Однако симптомокомплекс болезни при заражении столбнячной палочкой проявляется быстрее, чем иммунитет после применения столбнячного анатоксина. Поэтому столбнячный анатоксин употребляют только для профилактики

Местное лечение. Лечение раны, являющегося источником заражения столбняком, должно быть предметом особого внимания и заботы. Необходимо применить при сочетании с наркозом оперативную ревизию раны и затем дезинфицировать ее антисептическими средствами, способными нейтрализовать столбнячный токсин, ограничить его образование и создать неблагоприятную среду для роста бацилл.[10]

Библиографический список

Андреев, Г.М. Справочник ветеринарного фельдшера / Г.М. Андреев, И.Д. Баранцев. – М.: Агропромиздат, 1998. – 354с.

Макаров, В.В.Эпизоотологический метод исследования/ В.В., Макаров, - М.:Колос, 2016. - 221 с.

Сидорчук , А.А. Инфекционные болезни животных/ Сидорчук А.А.- М: Колос, 2007. - 257с.

Сидорчук , А.А. Общая эпизоотология / А.А.Сидорчук, Е.С.Воронин, - М.: Колос 2004. – 523с.

Скрябин, К.И. Ветеринарная энциклопедия/ К.И. Скрябин, - М.: Колос, 1989.- 422с.

Трушина , В.А.Справочник ветеринарного врача: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Ветеринария"/ В. А. Трушина, – М.: Аквариум-Принт, 2006. - 608 с.

Шишков, В.П. Ветеринарный энциклопедический словарь/ В.П.Шишков, -М.: Советская Энциклопедия, 2001.– 227с.

Ятусевич, А.И.Общая и ветеринарная экология/ А.И. Ятусевич, - Минск : ИВЦ Минфина, 2009. - 302 с.

Столбняк Столбняк - острое инфекционное заболевание, обусловленное воздействием на организм экзотоксина столбнячной палочки с преимущественным поражением нервной системы, характеризующееся тоническими и судорожными сокращениями поперечно-полосатых мышц. Возбудитель - Clostridium tetani - относится к спорообразующим бактериям. Во внешней среде существует в виде спор, чрезвычайно устойчивых к физико-химическим факторам, антисептическим и дезинфицирующим средствам. При благоприятных анаэробных условиях споры прорастают в вегетативные формы, продуцирующие экзотоксин (тетаноспазмин) и гемолизин. Заболевание распространено во всех регионах земного шара, причем более высокая заболеваемость наблюдается в условиях жаркого влажного климата, что связано с замедленным заживлением ран и повышенной обсемененностью почвы возбудителем. Причины столбняка Уровень ежегодной заболеваемости существенно зависит от соотношения вакцинированных и непривитых лиц, а также от проведения экстренной профилактики и достигает в развивающихся странах от 10 до 50 случаев на 100 000 населения. Источник – почва и многие виды животных, в пищеварительном тракте которых обнаружен столбнячный возбудитель, не исключено обнаружение возбудителя и в кишечнике человека, но из-за целостности слизистого покрова кишечника, дальнейшее внедрение возбудителя не происходит (хотя риск всегда есть!). Пути – контактный, заражение через повреждённый кожный покров или повреждённые слизистые. В основном, входными воротами инфекции считают: огнестрельные, колотые, резанные раны, занозы, потёртости, ожоги, обморожения, травмированные родовые пути и пупочные ранки в антисанитарных условиях. Но т.к размножение возбудителя происходит во входных воротах, то очень эффективна первичная обработка раневых поверхностей. Если вы находитесь вне больничного учреждения, то используйте наиболее распространённые дезинфекционные средства – перекись водорода, спирт, фурацилин, хлоргексидин. В мире 80% заболевших приходится на новорожденных (так называемый пупочный столбняк), инфицируемых при перевязке пуповины нестерильным инструментом. Столбняк военного времени связан с обширными ранениями. В обычных условиях входными воротами инфекции являются не тяжелые раны и ожоги, а мелкие бытовые травмы (проколы, ссадины и т. п.). Больные эпидемиологической опасности не представляют. Попадание экзотоксина в желудочно-кишечный тракт не приводит к развитию болезни. Споры столбнячной палочки, попадая в благоприятные анаэробные условия через дефекты кожных покровов, прорастают в вегетативные формы и выделяют экзотоксин, относящийся к высокомолекулярным протеинам. Экзотоксин состоит из трех фракций (тетаноспазмин, тетаногемолизин и протеин, усиливающий синтез ацетилхолина). Основным и наиболее мощным по своему действию считается нейротоксин - тетаноспазмин. Токсин гематогенным, лимфогенным и периневральным путями распространяется по организму и прочно фиксируется в нервной ткани. Токсин избирательно блокирует тормозящее действие вставочных нейронов на мотонейроны, нарушая координацию эфферентных рефлекторных дуг. Импульсы, спонтанно возникающие в мотонейронах, беспрепятственно проводятся к поперечно-полосатым мышцам, обусловливая их тоническое напряжение. Судорожные сокращения мышц провоцируются афферентной импульсацией от тактильных, слуховых, обонятельных и других рецепторов. Длительные сокращения мышц приводят к развитию гипертермии и большим энерготратам, способствующим развитию метаболического ацидоза. Ацидоз усугубляется дыхательной недостаточностью, вызываемой уменьшением минутного объема вентиляции легких за счет тонического напряжения диафрагмальных и межреберных мышц. Блокада нейронов ретикулярной формации ствола мозга способствует торможению парасимпатической нервной системы и может также приводить к поражению дыхательного и сосудодвигательного центров, с возможной остановкой дыхания и сердечной деятельности. От глубины и распространенности поражения нервной системы зависит тяжесть заболевания, органных нарушений, а также прогноз заболевания.

Признаки и симптомы столбняка
Инкубационный период колеблется от 1 до 21 сут (в среднем 1-2 нед), в отдельных случаях он превышает 30 сут, т. е. клинические проявления возникают уже после полного заживления инфицированных ран. Доказано, что чем короче инкубационный период, тем тяжелее протекает заболевание. Столбняк начинается всегда остро, как правило, на фоне удовлетворительного самочувствия, иногда ему предшествуют умеренно выраженные проявления астеновегетативного синдрома. Первым и наиболее часто встречающимся симптомом является тоническое напряжение (тризм) жевательных мышц с затруднением открывания рта. В самом начале болезни этот симптом удается выявить специальным приемом: поколачивание по шпателю, опирающемуся на зубы нижней челюсти, провоцирует сокращение m. masseter.
Судорожный период начинается с момента действия тетаноспазмина. Сначала симптомы развиваются местно, т.е в месте внедрения, в виде тупых и тянущих болей с мышечными подёргиваниями, потом симптомы постепенно приобретают более распространённый характер, захватывая всё более обширные мышечные участки, с соблюдением строгой этапности:
1.Тризм – тоническое напряжение жевательных мышц, сначала затрудняющее закрыванием рта, а после - делающее невозможным размыкание зубов.
2. Сардоническая улыбка одновременно выражающая и плачь и иронию, но иногда её ещё называют злобно-насмешливой;
3. Дисфагия – затруднение глотания вследствие спазма глотательных мышц это приводит помимо истощения к гиперсаливации (обильное слюнотечение, без возможности сглатывания).
Вышеперечисленная триада симптомов (тризм, сардоническая улыбка, дисфагия) является типоспецифическим симптомокомплексом, позволяющим безошибочно поставить или хотя бы заподозрить столбняк на ранних стадиях.
4. Гипертонус мышц затылка, спины и живота, с захватом мышц конечностей (рук и ног). Распространение мышечного гипертонуса идёт по нисходящему типу и, из-за того, что тонус мышц спины развит сильнее, чем живота, то возникает опистотонус , реже – эмпростотонус (при сильно развитом брюшном прессе, в результате вид больного как при сильных болях в животе).
Опистотонус – вид максимально разогнутого тела, в результате гипертонуса мышц разгибателей, сгруппированных большей частью на задней поверхности туловища (мышцы затылка и спины, разгибательные мышцы конечностей), больной выгибается в виде дуги, с опорой на затылок и пятки.
Опистотонус в момент возникновения мышечных судорог, которые сначала могут быть клоническими (т.е расслабление после судорог), а потом или минуя клоническую стадию, становятся титаническими (т.е окончательного расслабления после судорог не происходит, а они всегда остаются в напряжении). Они могут присутствовать у больного одновременно, но в разных участках тела, поэтому судороги при столбняку часто называют тонико-клоническими. На момент этих судорожных приступов возникает полная скованность, судороги очень болезненны, возможность движения сохраняется только в кистях и стопах – это ещё один важный дифференциально-диагностический признак, но уже на более поздних этапах.
Эти судороги могут возникнуть в результате любых, даже самых незначительных раздражителей – тактильных, слуховых, зрительных. И самое страшное в этом заболевании то, что на момент этих невероятно болезненных судорожных приступов человек остаётся в полном сознании и, при присоединении декомпенсации со стороны органов и систем, наступает медленная и мучительная смерть, но человек до самого конца остаётся в сознании.
5. Захват тоническим напряжением межрёберных мышц, диафрагмы и голосовой щели. С этого момента высок риск летального исхода из-за остановки дыхания в результате спазма дыхательной мускулатуры или в результате непосредственного поражения дыхательного и сосудодвигательного центра в продолговатом мозге.

6. Формирование полиорганной недостаточности возможно как на высоте клинических проявлений, так и в виде следствия после перенесённого заболевания. Изменения со стороны КЩС (кислотно-щелочного состояния крови), также со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной систем:
• ↑АД, тахикардия с возможным развитием аритмии;
• из-за остановки дыхания развивается цианоз, а если приступы слишком частые, то постепенно формируется ацидоз (изменение КЩС), что усугубляет общее состояние и замыкает сформировавшийся порочный круг, а именно делает возбудимость ещё более лёгкой и ещё больше поражают центр продолговатого мозга, усугубляются дыхательные и сердечно-сосудистые нарушения.

​Столбняк - тяжелая раневая инфекция, характеризуется поражением нервной системы, приступами клинических и клонических судорог.

Скачать:

Вложение	Размер
stolbnyak.docx	108.11 КБ

Предварительный просмотр:

Столбняк – тяжелая раневая инфекция, вызываемая Clostridium tetani, характеризуется поражением нервной системы, приступами тонических и клонических судорог. Возбудитель столбняка открыт в 1884 г. Э. Николайером и С. Китазато.

Характеристика возбудителя. Подвижная (перитрих) грамположительная палочка, строгий анаэроб, ее размеры 0,5 – 1,7 × 2 – 18 мкм; образует споры, чаще круглые, реже овальные, споры расположены терминально; под микроскопом возбудитель по форме напоминает барабанную палочку.

C. tetani на жидких питательных средах растут придонно, продуцируя сильный экзотоксин. На плотных питательных средах образуют прозрачные или слегка сероватые колонии с шероховатой поверхностью. Не расщепляют углеводов, обладают слабым протеолитическим действием.

Основным фактором патогенности является экзотоксин. Тетанолизин и тетаноспазмин оказывают соответственно гемолитическое (вызывает лизис эритроцитов) и спастическое (вызывает непроизвольное сокращение мышц) действие.

C. tetani распространена повсеместно. Являясь нормальным обитателем кишечника травоядных животных, птиц и человека, клостридии попадают в окружающую среду, в почву с фекалиями, где в виде спор могут сохраняться годами, десятилетиями и даже размножаться. Споры столбнячной палочки отличаются термоустойчивостью: при кипячении погибают лишь через 50 – 60 мин. Дезинфицирующие растворы: 5%-ный раствор фенола, 15%-ный раствор формалина – губят их через 5 – 6 ч.

Мазок из чистой культуры C. tetani. Окраска по Граму.

Патогенез. Главным патогенетическим фактором является столбнячный токсин. Палочки столбняка остаются в раневой ткани, т.е. на месте внедрения. От места размножения возбудителя токсин распространяется по кровеносным и лимфатическим сосудам, по нервным стволам, достигает спинного и продолговатого мозга и поражает нервные окончания синапсов, в результате чего нарушается проведение импульсов по нервным волокнам. При столбняке поражается не только нервная система – в патологический процесс вовлекаются все системы организма.

Клиника. У больных наблюдается спазм жевательных мышц, затрудненное глотание, напряжение мышц затылка, спины (туловище принимает дугообразное положение – опистотонус), груди и живота. Характерны постоянные мышечные боли, повышенная чувствительность к различным раздражителям, частые генерализованные судороги. Болезнь протекает при повышенной температуре тела и ясном сознании.

Микробиологическая диагностика. Микробиологические исследования лишь подтверждают клинический диагноз. Для бактериологического исследования берут материал из раны и очагов воспаления, а также кровь. В культурах выявляют столбнячный токсин, проводя опыт на мышах, у которых развивается характерная клиническая картина. Обнаружение столбнячного токсина при наличии грамположительных палочек с круглыми терминальными спорами позволяет сделать заключение, что в исследуемом материале присутствует C. tetani.

Специфическое лечение. Применяют противостолбнячную антитоксическую сыворотку или противостолбнячный иммуноглобулин человека.

Профилактика. Надежным способом от столбняка является специфическая профилактика, которая состоит в проведении плановой и экстренной иммунизации. Экстренная иммунизация осуществляется у привитых детей и взрослых в случаях травм, ожогов и обморожений, укусов животными, при внебольничных абортах путем введения 0,5 мл сорбированного столбнячного анатоксина; не привитым вводят 1 мл столбнячного анатоксина и 250 МЕ человеческого иммуноглобулина. При отсутствии последнего после предварительной внутрикожной пробы вводят противостолбнячную гетерологичную сыворотку в дозе 3000 МЕ.

Для искусственного активного иммунитета в плановом порядке применяют адсорбированный столбнячный анатоксин в составе вакцин АКДС и АДС или секстанатоксина. Вакцинацию начинают с 3 – 5-месячного возраста и затем периодически проводят ревакцинации в соответствии с календарем прививок.

В 1901 году в Швеции вручаются первые Нобелевские премии. В области медицины выдвинуто много достойных людей, среди которых Иван Павлов, Джозеф Листер, Роберт Кох и другие. Среди номинантов есть и один японец, его зовут Китасато Сибасабуро. Выдвигающий его профессор фармакологии из Будапешта А. деБокай указывает, что Китасато стал первым, описавшим возбудителя чумы, а несколькими годами ранее сделал прорыв в серопрофилактике столбняка, изобретя столбнячный анатоксин.

Столбняк (от греческого тетанус — оцепенение, судорога) — это острое инфекционное заболевание, причиной которого является бактерия Clostridium tetani. Болеть им могут все теплокровные животные, оно распостранено по всему миру и ежегодно уносит 180000 человеческих жизней, причем 80% летальных исходов регистрируется в Африке и Юго-Восточной Азии. Столбняк на сегодняшний день остается эндемичным заболеванием в 90 странах мира.

Но известна эта болезнь с древних времен.

Столбняк был впервые описан в Египте более 3000 лет назад. Гиппократ так описывает его: “Столбняк приводит к смерти за четверо суток, однако, если пациент переживает эти дни, то он выздоравливает. Есть два или три типа столбняка. Когда он приходит из раны, челюсти становятся как дерево, открыть рот больному невозможно. У него постоянно текут слезы. Спина прямая, руки и ноги же изгибаются. Еда, ранее принятая больным, извергается через его ноздри. В случае опистотонуса (вторая форма болезни по Гиппократу) столбняк происходит из сухожилий шеи, где они повреждаются вследствие ангины или воспаления язычка или других ганглиев. Симптомы сходны с первой формой. Спазмы, мучающие больного, настолько сильные, что необходимо принимать меры, чтобы он не упал с постели”.

Гален, Цельс, Аретей, Авиценна, Амбруаз Паре и другие знаменитые врачи древности и средневековья тоже были заинтересованы этой загадочной болезнью.

Было хорошо известно, что болезнетворное начало находится именно в почве. Много смертей от небольших ран и царапин дали знать о важности первичной обработки ран, особенно загрязненных почвой. Врачи тщательно очищали рану водой с мылом, затем спиртом или эфиром, орошали раствором двухлористой ртути, йодоформом, перекисью водорода (которая до сих пор применяется как эффективное средство против анаэробных бактерий при обработке ран), инъецировали рану нитратом серебра, карболовой кислотой и все той же двухлорной ртутью. Долгое время одним из проверенных способов лечения оставалась ампутация конечности, на которой находилась зараженная рана.

Возбудитель заболевания был идентифицирован лишь в XIX веке.

Началось все с исследователей Антонио Карле и Джорджио Раттоне, которые в 1890 году впервые экспериментально вызвали столбняк у животных путем введения им гноя, взятого у людей, погибших от столбняка.

В 1883 г. русским хирургом Нестором Монастырским было дано первое описание столбнячной палочки, обнаруженной в трупах солдат, умерших от столбняка. В то же время, в течение нескольких лет, немецкий терапевт Артур Николайер воспроизводил столбняк у животных, инъецируя их образцами почвы, и обнаружил у них всё ту же палочку. Монастырский и Николайер сообщили о своих открытиях миру в 1885 г., показав, что столбняк — это инфекция и причиной её является Clostridium tetani. Эта бактерия может образовывать терминальные споры, для того чтобы пережить неблагоприятные условия среды, придающие ей характерный вид барабанной палочки или веретена. Споры широко распространены в почве, навозе, где они обнаруживаются в 50—60% исследованных проб, а в некоторых почвах — даже в 100% случаев. Также споры присутствуют в кишечнике и в фекалиях лошадей, овец, крупного рогатого скота, собак, кошек, крыс, морских свинок, кур. Споры могут разноситься с пылью, проникать в жилище, попадать на верхнюю одежду, белье, обувь и другие объекты.

В тяжелых случаях приступы судорог, несмотря на введение высоких доз противосудорожных препаратов, усиливаются и учащаются, в результате чего больного интубируют и помещают на аппаратное дыхание. Наблюдается предельно высокая гипертермия (выше 40–41 °С), сердце начинает сокращаться с частотой 130–160 уд/мин, артериальное давление падает. Смерть наступает от развития асфиксии, за счет ларингоспазма и судорог диафрагмы.

После прорыва Луи Пастера в вопросах вакцинации весь мир лихорадочно искал вакцины и сыворотки от всех инфекционных заболеваний, и каждая страна хотела бы встать первой на этот тернистый путь. Особенно ожесточенная борьба велась между научной школой Парижа, где орудовал Пастер и его ученики, и школой Берлина, где царствовал Роберт Кох и его протеже.

Под руководством Коха он начал работать в Гигиеническом институте Берлинского университета, где в 1889 году изолировал чистую культуру столбнячной палочки. Годом позже Китасато выделяет столбнячный токсин. В этом же году в институт приходит Эмиль Беринг.

Интересы Беринга были сконцентрированы на изучении столбняка и дифтерии, двух различных заболеваний, которые объединяло характерное свойство: летальный исход наступал, несмотря на то, что больные были инфицированы небольшим количеством бактерий, которые обнаруживались лишь в месте проникновения.

Опасность столбняка и дифтерии была связана с их способностью выделять некий яд, подобно ядовитой змее, что было впервые высказано в 1884 Фридрихом Леффлером (Германия) которому принадлежит открытие палочки дифтерии. Гипотеза была доказана в 1888 году Пьером Ру (Франция). Культивировав дифтерийные палочки на мясном бульоне, Ру решил удалить из бульона бактерии. Для этого он изготовил специальный фарфоровый фильтр и под большим давлением пропустил через него культуру бактерий дифтерии, продержанную сорок два дня. Жидкость проходила через фильтр, который задерживал все бактерии. Ру стал впрыскивать отцеженный бульон подопытным морским свинкам и те через несколько дней погибли от дифтерии.

Сейчас известно, что основной причиной развития заболевания является токсический белок, состоящий из двух фракций — тетаноспазмина (нейротоксина) и тетанолизина, а смертельная доза его составляет 2 нг/кг массы тела.

Механизм действия тетаноспазмина

Тетаноспазмин по своим свойствам схож с токсином бутулизма одноклассовой бактерии-клостридии. Токсин, являющейся по сути протеиназой (т.е. ферментом, расщепляющим белки), проникает в терминальные окончания двигательных нейронов, иннервирующих двигательные мышцы. В норме из этих окончаний выделяются нейротрансмиттеры, содержащиеся в нейронах в специальных везикулах. Для их выделения в синаптическую щель необходим специальный белок — синаптобревин, который и является целью для тетаноспазмина. Первоначальный симптом столбняка — вялый паралич — возникает как раз благодаря блокаде проведения в нервно-мышечном соединении. На этом этапе токсин действует подобно бутулотоксину. Но затем начинается то, что превращает столбняк в особенную инфекцию — транспорт нейротоксина по нервной системе вплоть до ствола головного мозга. Движение со скоростью около 1 см/час осуществляется с помощью белков денинов и может происходить от нейрона к нейрону только в области синапсов, так как оболочка нейронов практически непроницаема для молекул токсина. В ЦНС токсин продолжает блокировать синаптобревин, и нервное проведение нарушается на высшем уровне, причем преимущественно нарушается проведение тормозных сигналов. Эта денервация приводит к гиперактивности двигательных нейронов, что и проявляется мышечными спазмами.

Тетанолизин — мембранотропный токсин, обладающий способностью образовывать зону гемолиза, т.е. разрушать эритроциты, вокруг своей колонии.

В организме он не только разрушает эритроциты, но и, возмож­но, другие клетки. Однако, вызывая гемолиз и подавляя фагоцитоз, тетанолизин, несомненно, способствует распространению возбудителя в организме и продукции им токсинов.

Действие столбнячного токсина в нейронах сохраняется в течение нескольких недель, и механизм восстановления функций остается неясным.

То, что делает столбняк смертельной инфекцией, является объектом интереса для ученых. Способность проникать в ЦНС минуя гематоэнцефалический барьер может сделать токсин средством доставки лекарственных средств в головной мозг. Многие неврологические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, требуют очень специфическую доставку лекарственного препарата. В структуре тетаноспазмина имеются две цепи: одна, легкая, собственно токсин; вторая, нетоксичная, тяжелая, отвечает за транспорт токсина в ЦНС. Применение нетоксичного С-фрагмента тяжелой цепи, отвечающего за ретроградный транспорт в нейронах, как носителя лекарственных средств, позволяет пройти гематоэнцефалический барьер для доставки их непосредственно в мозг.

Беринг и Китасато столкнулись с трудностями в производстве сывороток в тех количествах, которые были необходимы для медицинской практики. Одновременно работавший в том же институте Пауль Эрлих сделал несколько важных изобретений, среди которых было создание крупномасштабного производства с использованием сыворотки лошади, и помог в создании высококонцентрированных и очищенных сывороток, показавших надёжность в клиническом применении.

Вопрос о плановой массовой иммунизации решился благодаря французскому иммунологу Гастону Рамону, в 1923 году разработавшему способ инактивации столбнячного и дифтерийного токсина с формальдегидом. Полученный анатоксин уже не представлял опасности для человека, а иммунитет на него реагировал выработкой своих собственных антител к столбнячному токсину. Так появился анатоксин, который используется и по сей день в качестве лечения столбняка.

В 1892 г. Китасато получает в Германии звание профессора и возвращается на родину, в Токио, где становится главой Института инфекционных болезней. В 1894 году он описывает возбудителя чумы во время вспышки в Гонконге, опередив считающегося первооткрывателем Александра Йерсена. Палочка эта получает имя европейца, а Китасато возвращается в Японию, чтобы никогда более ее не покинуть.

В 1914 году Китасато основал институт собственного имени, который и возглавлял до своей смерти в 1931 году.
Беринг основал свой институт экспериментальной терапии в 1895 году, которым так же, как и Китасато, руководил до конца жизни. В 1914 году Беринг открыл в Марбурге компаниюпо производству противостолбнячной и противодифтерийной вакцин, что обеспечило ему финансовое процветание. Умирает он в одиночестве в 1917 году от пневмонии. В 1979 году в его честь называют кратер на Луне, как последний знак благодарности за миллионы спасенных жизней. Про Китасато европейская цивилизация забывает раз и навсегда.