Пневмококк является грамположительным, альфа-гемолитическим (в аэробных условиях) или бета-гемолитическим (в анаэробных условиях), анаэробным (организм, для существования которого не нужен кислород) микроорганизмом. Представитель рода Streptococcus.
В 1884 году Э. Френкель и А. Вайчелбаум дали точное описание морфологии и этиологической роли микроба и назвали его возможным этиологическим агентом пневмонии.
Pneumococcus представляют собой грамположительные глобулярные бактерии размером от 0,5 до 1,5 микрометров. Их клетки расположены в парах, заключенных в общую капсулу. Не образует споры и не имеет полос. В условиях искусственного кормления они образуют капсулу только с добавлением крови или сыворотки.
Для их роста микроорганизмы требуют слабощелочного рН 7,2-7,6. На кровяном агаре они образуют небольшие колонии диаметром около 1 мм с плоской периферией, напоминающей капли росы. Другие колонии могут выглядеть блестящими из-за производства капсульных полисахаридов.
Основными антигенами являются капсулярные полисахариды. Исходя из этого, пневмококки подразделяются на 84 серотипа.
Пневмококк отделяет белки под названием адгезин, что позволяет им прикрепиться к эпителиальным клеткам, а также имеет пневмолизин, который образует поры в мембранах клеток мерцательного эпителия из верхних дыхательных путей.
Перекись водорода, производимая пневмококком, усиливает разрушение ткани, но ведущим фактором патогенности является капсула, которая защищает бактерии Streptococcus pneumoniae от фагоцитоза. Несвоенные виды не являются патогенными для человека.
Пневмококк — это естественный обитатель верхних дыхательных путей у 5-40% людей. Поскольку 40-70% людей в свое время являются носителями вирулентных пневмококков, нормальная слизистая оболочка дыхательных путей обладает большой естественной устойчивостью.
Пациенты, страдающие пневмококковой инфекцией, приобретают краткосрочный иммунитет. Тяжесть заболевания самая высокая среди самых молодых и самых старых слоев населения, а также в менее развитых странах. Взрослые серотипы 1-8 ответственны за около 75% пневмококковой пневмонии и более половины всех случаев смерти от бактериемии. Типы 6, 14, 19 и 23 наиболее распространены у детей.
Streptococcus pneumoniae является важным возбудителем, вызывающим:
Предрасполагающими факторами являются перенапряжение, усталость или нарушение функции очищения эпителиального эпителия верхних дыхательных путей. Инфекция может распространяться через кровь, что может привести к или воспалению других тканей и органов.
Пневмококковая пневмония составляет около 60% всей бактериальной пневмонии. Типичные локализации:
стрептококковая пневмония в горле;
стрептококковая пневмония в носу.
Симптомы пневмококковой болезни зависят от локализации инфекционного процесса. Они могут включать:
Для микробиологического диагноза необходимо изучить:
Микроскопические препараты, окрашенные по Граму, получают из изучаемых материалов. Для выделения чистой культуры проводили культуру на кровяном агаре. Наблюдение небольших колоний после 18- го часа культивирования является признаком роста пневмококка.
В случае пневмококкового сепсиса необходимо положить кровь в питательной среде на кровать пациента.
Важная особенность заключается в том, что нежизнеспособные бактерии окрашиваются как грамотрицательные.
При профилактике пневмококковых инфекций вводится поливалентная вакцина, содержащая полисахаридные антигены 23 серотипов. Вакцинаты приобретают длительный иммунитет. Таким образом, пневмококковая болезнь предотвращается путем искоренения колонии носоглотки.
Пневмококки плохо устойчивы и легко погибают даже при комнатной температуре, чувствительные к желчным солям. Дезинфицирующие растворы убивают их примерно на 2 минуты.
Пенициллин G и хлорамфеникол используются часто. Лечение пневмококковых инфекций осложняется появлением резистентных к пенициллину и других штаммов антибиотиков. В Соединенных Штатах 15% пневмококков устойчивы к пенициллину. Увеличение использования ванкомицина для инвазивных инфекций S. pneumoniae может способствовать развитию резистентности или толерантности к этому препарату.
Биохимические свойства в основном типичны для рода Salmonella. Отличительными особенностями являются: отсутствие газообразования при ферментации S. Typhi, неспособность S. Paratyphi A продуцировать сероводород и декарбоксилировать лизин.
Эпидемиология. Брюшной тиф и паратифы являются антропонозами, т.е. вызывают заболевание только у человека. Источником инфекции являются больной или бактерионоситель, которые выделяют возбудитель во внешнюю среду с испражнениями, мочой, слюной. Возбудители этих инфекций, как и другие сальмонеллы, устойчивы во внешней среде, сохраняются в почве, воде. S. Typhi может переходить в некультивируемую форму. Благоприятной для их размножения средой являются пищевые продукты (молоко, сметана, творог, мясной фарш, студень). Передача возбудителя осуществляется водным путем, играющим в настоящее время существенную роль, а также алиментарным и контактно-бытовым путями. Заражающая доза равна приблизительно 1000 клеткам. Естественная восприимчивость людей к этим инфекциям высокая.
Патогенез и клиническая картина. Попав в тонкую кишку, возбудители тифа и паратифов инвазируют слизистую оболочку при
помощи эффекторных белков ТТСС-1, формируя первичный очаг инфекции в пейеровых бляшках. Следует отметить, что в под- слизистой оболочке осмотическое давление по сравнению с просветом кишечника ниже. Это способствует интенсивному синтезу Vi-антигена, который увеличивает антифагоцитарную активность возбудителя и подавляет выброс провоспалительных тканевых медиаторов клетками подслизистой оболочки. Следствием этого яв- ляются отсутствие развития воспалительной диареи на начальных этапах инфекции и интенсивное размножение микробов в макрофагах, приводящее к воспалению пейеровых бляшек и развитию лимфаденита, следствием чего являются нарушение барьерной функции мезентериальных лимфатических узлов и проникновение сальмонелл в кровь, в результате чего развивается бактериемия. Это совпадает с концом инкубационного периода, который длится 10-14 сут. Во время бактериемии, которая сопровождает весь лихорадочный период, возбудители тифа и паратифов с током крови разносятся по организму, оседая в ретикулоэндотели- альных элементах паренхиматозных органов: печени, селезенки, легких, а также в костном мозгу, где они размножаются в макрофагах. Из купферовских клеток печени сальмонеллы по желчным протокам, в которые они диффундируют, попадают в желчный пузырь, где они также размножаются. Накапливаясь в желчном пузыре, сальмонеллы вызывают его воспаление и с током желчи реинфицируют тонкую кишку. Повторное внедрение сальмонелл в пейеровы бляшки приводит к развитию в них гиперергического воспаления по типу феномена Артюса, их некрозу и изъязвлению, что может привести к кишечному кровотечению и прободению кишечной стенки. Способность возбудителей брюшного тифа и паратифов сохраняться и размножаться в фагоцитирующих клетках при функциональной недостаточности последних приводит к формированию бактерионосительства. Сальмонеллы также могут длительное время сохраняться в желчном пузыре, выделяясь с фекалиями в течение длительного времени, и контаминировать окружающую среду. К концу 2-й нед заболевания возбудитель начинает выделяться из организма с мочой, потом, материнским молоком. Диарея начинается в конце 2-й или начале 3-й нед заболевания, с этого время возбудители высеваются из фекалий.
Пневмококки впервые описаны Р. Кохом (1871).
Морфология . Пневмококки - это диплококки, у которых стороны клеток, обращенные друг к другу, уплощены, а противоположные стороны вытянуты, поэтому они имеют ланцетовидную форму, напоминающую пламя свечи (см. рис. 4). Размер пневмококков 0,75-0,5 × 0,5-1 мкм, располагаются они парами. В жидких питательных средах часто образуют короткие цепочки, приобретая сходство со стрептококками. Превмококки неподвижны, не имеют спор, в организме образуют капсулу, окружающую оба кокка. В капсуле содержится термоустойчивое вещество антифагин (защищающий пневмококк от фагоцитоза и действия антител). При росте на искусственных питательных средах пневмококки утрачивают капсулу. Пневмококки грамположительны. В старых культурах встречаются грамотрицательные бактерии.
Культивирование . Пневмококки - факультативные анаэробы. Растут при температуре 36-37° С и рН среды 7,2-7,4. Они требовательны к средам, так как не могут синтезировать многие аминокислоты, поэтому растут только на средах с добавлением нативного белка (крови или сыворотки). На агаре с сывороткой образуют мелкие, нежные, довольно прозрачные колонии. На агаре с кровью вырастают влажные колонии зеленовато-серого цвета, окруженные зеленой зоной, что является результатом перехода гемоглобина в метгемоглобин. Пневмококки хорошо растут в бульоне с добавлением 0,2% глюкозы и в бульоне с сывороткой. Рост в жидких средах характеризуется диффузным помутнением и пылевидным осадком на дне.
Ферментативные свойства . Пневмококки обладают довольно выраженной сахаролитической активностью. Они расщепляют: лактозу, глюкозу, сахарозу, мальтозу, инулин с образованием кислоты. Не ферментируют маннит. Протеолитические свойства у них выражены слабо: молоко они свертывают, желатин не разжижают, индол не образуют. Пневмококки растворяются в желчи. Расщепление инулина и растворение в желчи является важным диагностическим признаком, отличающим Streptococcus pneumoniae от Streptococcus pyogenes.
Факторы патогенности . Пневмококки продуцируют гиалуронидазу, фибринолизин и др.
Токсинообразование . Пневмококки образуют эндотоксин, гемолизин, лейкоцидин. Вирулентность пневмококков связана также с наличием в капсуле антифагина.
Антигенная структура и классификация . В цитоплазме пневмококков имеется общий для всей группы протеиновый антиген, а в капсуле - полисахаридный антиген. По полисахаридному антигену все пневмококки разделяют на 84 серовара. Среди патогенных для человека наиболее часто встречаются I, II, III серовары.
Пневмококки относятся к группе нестойких микроорганизмов. Температура 60° С губит их через 3-5 мин. К низким температурам и высушиванию они довольно устойчивы. В высушенной мокроте сохраняют жизнеспособность до 2 мес. На питательной среде они сохраняются не более 5-6 дней. Поэтому при культивировании необходимо делать пересевы через каждые 2-3 дня. Обычные растворы дезинфицирующих веществ: 3% фенол, сулема в разведении 1:1000 губят их через несколько минут.
Особенно чувствительны пневмококки к оптохину, который убивает их в разведении 1:100000.
Восприимчивость животных . Естественным хозяином пневмококков является человек. Однако пневмококки могут вызвать заболевания у телят, ягнят, поросят, собак и обезьян. Из экспериментальных животных к пневмококку высокочувствительны белые мыши.
Источники инфекции
Пути передачи . Воздушно-капельный путь, может быть воздушнопылевой.
Входные ворота . Слизистая оболочка верхних дыхательных путей, глаз и уха.
Заболевания у человека . Пневмококки могут вызвать гнойновоспалительные заболевания разной локализации. Специфическими для пневмококков являются:
1) крупозная пневмония; 2) ползучая язва роговицы;
Наиболее частым заболеванием является крупозная пневмония, захватывающая одну, реже две или три доли легкого. Заболевание протекает остро, сопровождается высокой температурой, кашлем. Заканчивается обычно критически.
Иммунитет . После перенесенного заболевания остается нестойкий иммунитет, так как пневмония характеризуется рецидивами.
Профилактика . Сводится к санитарно-профилактическим мероприятиям. Специфическая профилактика не разработана.
Лечение . Используют антибиотики - пенициллин, тетрациклин и др.
Контрольные вопросы 1. Морфология пневмококков. Культивирование и ферментативные свойства.
2. Какие факторы обусловливают патогенность пневмококков и что защищает пневмококки от фагоцитоза?
3. Что является основными воротами пневмококковой инфекции. Какие заболевания вызывают пневмококки?
Микробиологическое исследование
Цель исследования: выявление пневмококка.
Материал для исследования
1. Мокрота (пневмония).
2. Слизь из зева (ангина).
3. Отделяемое из язвы (ползучая язва роговицы).
4. Выделение из уха (отит).
5. Гной (абсцесс).
6. Плевральный пунктат (плеврит).
7. Кровь (подозрение на сепсис).
Способы сбора материала
Способы сбора материала
1 (Лучше брать утреннюю мокроту (при специфической пневмонии мокрота имеет ржавый цвет). )
Основные методы исследования
1. Микроскопический.
2. Микробиологический.
3. Биологический.
Ход исследования
Первый день исследования
Первый день исследования
Биологическая проба . Немного (3-5 мл мокроты) эмульгируют в стерильном бульоне, 0,5 мл этой смеси вводят внутрибрюшинно белой мыши. Через 6-8 ч у мыши отмечаются признаки заболевания. В это время пневмококк уже можно обнаружить в экссудате брюшной полости. Экссудат берут стерильным шприцем. Из него делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. Для выделения чистой культуры экссудат засевают на агар с сывороткой. Если мышь погибает или заболевает, делают посев крови из сердца на агар с сывороткой крови для выделения чистой культуры. Посевы ставят в термостат.
Ускоренный метод определения типа пневмококка (реакция микроагглютинации). 4 капли экссудата из брюшной полости зараженной мыши наносят на предметное стекло. К первой капле прибавляют агглютинирующую сыворотку I типа, ко второй - сыворотку II типа, к третьей - III типа, к четвертой - изотонический раствор натрия хлорида (контроль).
Сыворотки I и II типа предварительно разводят в соотношении 1:10, а сыворотку III типа - 1:5. Все капли размешивают, высушивают, фиксируют и окрашивают разведенным фуксином. При положительном результате в одной из капель отмечается скучивание микробов (агглютинация).
Второй день исследования
Посевы вынимают из термостата, просматривают и из подозрительных колоний делают мазки. При наличии в мазках грамположительных ланцетовидных диплококков 2-3 колонии выделяют на скошенный агар с сывороткой для получения чистой культуры. Посевы помещают в термостат. Из бульона делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют.
Третий день исследования Посевы вынимают из термостата. Проверяют чистоту культуры - делают мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. При наличии в выделенной культуре грамположительных ланцетовидных диплококков проводят идентификацию выделенной культуры путем посева:
1) на среды Гисса (лактоза, глюкоза, сахароза, мальтоза) проводят посев обычным способом - уколом в среду;
2) на среду с инулином; 3) на среду с оптохином;
4) ставят пробу с желчью.
Проба на инулин . Исследуемую культуру засевают на питательную среду, содержащую инулин и лакмусовую настойку, и ставят в термостат. Через 1824 ч посевы вынимают из термостата. При наличии пневмококков среда окрашивается в красный цвет (стрептококки консистенцию и цвет среды не меняют).
Определение чувствительности к оптохину . Выделенную культуру засевают на 10% агар с кровью, содержащий оптохин 1:50000. Пневмококки, в отличие от стрептококков, не растут на средах, содержащих оптохин.
Проба с желчью . В агглютинационные пробирки наливают по 1 мл исследуемой бульонной культуры. В одну из них добавляют каплю кроличьей желчи, вторая пробирка служит контролем. Обе пробирки помещают в термостат. Через 18-24 ч наступает лизис пневмококков, который выражается в просветлении мутного бульона. В контроле взвесь остается мутной.
Пробу с желчью можно поставить на плотной питательной среде. Для этого на колонию пневмококков, выросших в чашках с агаром и сывороткой, наносят крупинку сухой желчи - колония растворяется - исчезает.
Четвертый день исследования Производят учет результатов (табл. 26).
Таблица 26. Дифференциация пневмококка от зеленящего стрептококка
Примечание. к - расщепление углеводов с образованием кислоты.
В настоящее время широко используются серологические методы исследования (РСК и РИГА) для определения стрептококковых антител. Определение группы и серовара выделенной культуры производят с помощью флюоресцирующих антител.
Определение вирулентности пневмококка . Суточную бульонную культуру пневмококка разводят 1% пептонной водой от 10 -2 до 10 -8 , 0,5 мл каждого разведения вводят двум белым мышам. Культуру, вызвавшую гибель мышей в разведении 10 -7 , оценивают как вирулентную, в разведении 10 -4 -10 -
6 считают средневирулентной. Культура, не вызвавшая гибель мышей, авирулентна.
Контрольные вопросы
1. Какие методы выделения чистой культуры пневмококков Вы знаете?
2. Какое животное наиболее чувствительно к пневмококку?
3. Какие реакции ставят с экссудатом зараженной мыши и с какой целью?
4. От каких представителей гноеродных кокков следует дифференцировать пневмококк и с помощью какой пробы?
5. Как определить вирулентность пневмококков? Задание
Составьте схему исследования мокроты, указав его этапы по дням.
Питательные среды
Агар с сывороткой (см. главу 7).
Бульон с сывороткой (см. главу 7).
Агар с кровью (см. главу 7).
Среды Гисса (сухие).
Среда для пробы с инулином . К 200 мл дистиллированной воды прибавляют 10 мл инактивированной бычьей сыворотки, 18 мл лакмусовой настойки и 3 г инулина. Стерилизуют текучим паром при 100° С 3 дня подряд. Желчный бульон (см. главу 7).
Глава 16. Менингококки
Род Neisseria включает два вида микробов, патогенных для человека: N. meningitidis и N. gonorrhoeae. Neisseria meningitidis были выделены из цереброспинальной жидкости больного Вексельбаумом (1887).
Морфология . Менингококки - это парные кокки, состоящие из двух бобовидных кокков, лежащих вогнутыми сторонами друг к другу, наружные стенки у них выпуклые (см. рис.4). Размер каждого кокка 0,6-0,8 × 1,2-1,5 мкм. Они полиморфны. Менингококки неподвижны, не имеют спор, образуют капсулу. Грамотрицательны. В чистых культурах располагаются тетрадами и в виде отдельных кокков без определенного порядка, а в мазках, приготовленных из спинномозговой жидкости, чаще располагаются попарно. В гнойном материале находятся внутри лейкоцита.
Культивирование . Менингококки - аэробы. Они требовательны к питательным средам, размножаются только на средах, содержащих нативный белок (сыворотку, кровь). Растут при температуре 36-37° С (при 25° С рост прекращается), рН среды 7,4-7,6. Для их размножения необходима влажная среда и повышенное количество углекислоты (фактор, стимулирующий их рост). Посев следует производить на свежеприготовленную среду.
На плотных питательных средах менингококки образуют небольшие 2-3 мм в диаметре, нежные, полупрозрачные, голубоватые, вязкие колонии. В бульоне с сывороткой менингококки дают легкую муть и небольшой осадок. Свежевыделенные штаммы в S-форме. Старые культуры могут диссоциировать, образовывать шероховатые R-формы колоний.
Ферментативные свойства . Биохимически менингококки мало активны. Они расщепляют глюкозу и мальтозу с образованием кислоты. Протеолитические свойства у них не выражены (не створаживают молоко, желатин не разжижают).
Патогенность менингококков обусловливается наличием капсулы, которая препятствует фагоцитозу, пи лей, способствующих прикреплению микроба к поверхности эпителиальных клеток, и образованием ферментов: гиалуронидазы и нейраминидазы.
Токсинообразование . При разрушении бактериальных клеток высвобождается сильный термоустойчивый эндотоксин, который является липополисахаридом клеточной стенки. При заболевании он обнаруживается в крови и в спинномозговой жидкости больных. Тяжесть заболевания часто зависит от количества накопившегося токсина.
Антигенная структура . По полисахаридному (капсульному) антигену менингококки разделяют на серогруппы: А, В, С, D, X, Y U-135 29E (всего девять серогрупп).
Согласно международной классификации основными группами являются А, В и С. Менингококки группы А часто вызывают генерализованные процессы и имеют наибольшее эпидемиологическое значение. Менингококки групп В и С вызывают спорадические заболевания. Остальные серогруппы мало изучены.
Устойчивость к факторам окружающей среды . Менингококки малоустойчивы. Температура 70° С губит их через 2-3 мин, 55° С - через 5 мин. В отличие от других кокков этой группы они плохо переносят низкую температуру, особенно чувствительны к температурным колебаниям.
Обычные концентрации дезинфицирующих растворов губят их быстро.
Восприимчивость животных . В естественных условиях животные не чувствительны к менингококкам. Но при субдуральном введении менингококков обезьянам можно вызвать у них заболевание.
Внутрибрюшинное заражение морских свинок и белых мышей вызывает их гибель за счет действия эндотоксина.
Источники инфекции . Больной человек и бактерионоситель.
Пути передачи . Основной путь воздушно-капельный.
Заболевания у человека :
1) назофарингит;
2) менингококкцемия;
3) цереброспинальный эпидемический менингит.
Патогенез . Попав на слизистую оболочку носоглотки, менингококки могут там локализоваться, обусловив носительство или вызвать острый назофарингит. Если они проникают в лимфатические сосуды, кровь и генерализуются, то вызывают глубокие изменения в паренхиматозных органах за счет действия эндотоксина. Развивается менингококкцемия. При проникновении менингококков в мозговые оболочки возникает гнойное воспаление - менингит. При менингококковом менингите спинномозговая жидкость мутная (в отличие от туберкулезного менингита). При спинномозговой пункции жидкость вытекает струей вследствие повышенного внутричерепного давления. Менингеальные явления характеризуются головной болью, ригидностью затылка, рвотой и т. д. Менингитом чаще болеют дети. У взрослых чаще заражение ограничивается носительством или назофарингитом.
Иммунитет . Постинфекционный иммунитет напряженный, он обусловливается опсонинами, комплементсвязывающими и бактериоцидными антителами. От интенсивности образования антител к полисахаридным и белковым антигенам зависит течение заболевания.
Профилактика . Сводится к раннему выявлению носителей, изоляции заболевших назофарингитом. Больные подлежат госпитализации.
Специфическая профилактика . Разработана химическая вакцина, состоящая из полисахаридов серогрупп А и С. Для экстренной профилактики используется иммуноглобулин.
Лечение . Антибактериальные препараты - пенициллин, левомицетин, ампициллин.
Контрольные вопросы
1. Каковы морфологические свойства менингококков?
2. На каких средах выращивают менингококки и какие условия необходимы для их размножения?
3. Какова биохимическая активность менингококков и их устойчивость во внешней среде?
4. Какие заболевания вызывают менингококки?
5. По какому антигену делят менингококки на серогруппы?
Пневмококки. Общая характеристика
Пневмококки – это внеклеточные гноеродные грамположительные, неподвижные, неспорообразующие микроорганизмы. Температурный оптимум 37°С, лучше растут на слабощелочных средах. Поскольку пневмо-кокки продуцируют большое количество молочной кислоты, среда для их культивирования должна обладать хорошей буферной емко-стью. Более обильный рост наблюдается на средах с добавлением гормонов или на кровяном агаре.
Streptococcus pneumoniae, хорошо изученный как основной возбуди-тель пневмонии, в типичных случаях представлен расположенными попарно ланцетовидными кокками (диплококки). В организме чело-века, или в секрете респираторного тракта пара микробов обычно окружена капсулой. Могут быть обнаружены и единичные клетки, короткие цепочки.
Пневмококки растут одинаково хорошо и в присутствии и в отсут-ствие кислорода. Недостаток ферментов каталазы и пероксидазы требует особых сред, так как в обычных условиях культивирования может накапливаться Н 2 О 2 в токсичных концентрациях. Каталаза может быть получена пневмококками из эритроцитов при культи-вировании на кровяном агаре.
Вирулентные, имеющие капсулу штаммы в аэробных условиях об-разуют на поверхности кровяного агара блестящие куполообразные колонии диаметром от 0,5 до 3 мм, окруженные зеленой зоной не-полного гемолиза. При длительном культивировании на искусст-венной среде пневмококки утрачивают способность к образованию капсулы. Они не отличаются устойчивостью и не могут существо-вать вне организма. В аэрозоле, возникающем при выделении кок-ков изо рта и носа, они сохраняются на свету не более 1,5 часов. В цельной мокроте – до 1 месяца. Неустойчивы к высушиванию при комнатной температуре и более чувствительны, чем другие бакте-рии, к дезинфицирующим веществам. При температуре 52°С разру-шаются в течение 10 минут.
Если активированы аутолитические ферменты, то пневмококки про-являют значительную способность к аутолизу (саморазрушению). На этом основано применение теста лизиса бактериальных клеток в присутствии желчи, который позволяет отличить пневмококки от других α-стрептококков. Соли желчи, являясь поверхностно-активными агентами, легко инициируют эту реакцию у пневмокок-ков и очень редко у других кокков. Практически, если идентифици-руемый микроорганизм не разрушается желчью, это не пневмококк.
Пневмококки. Типы (серовары).
Пневмококки сходны по морфологическим и культуральным свой-ствам, но иммунологические различия у них отчетливо выражены. Это открытие было сделано в 1910 году, когда различными культу-рами пневмококков были иммунизированы животные, и сыворотка крови этих животных была использована для агглютинации пневмококков, выделенных из многих других источников.
При росте пневмококки имеют тенденцию выделять водораствори-мые капсульные полисахариды. Говоря об этих специфических рас-творимых субстанциях (SSS) имеют в виду типовые характеристики пневмококков. Они могут быть определены в реакции преципита-ции с культурой пневмококка, а также в крови и моче больных пневмонией.
Описано не менее 88 вариантов и субвариантов. Все могут вызывать пневмонию. Почти 80% всех случаев пневмонии вызываются пнев-мококком. У взрослых – варианты 1, 2, 3, 4, 6, 7, 14, 18 и 19; у де-тей первичную пневмонию вызывают типы 19, 23, 14, 3, б и 1 (по убывающей частоте).
Пневмококк 3 варианта наиболее вирулентен и отличается от дру-гих плотной капсулой и слизистым ростом на питательной среде. Он не имеет ланцетовидной формы. Наличие капсулы и определяет более высокую вирулентность 3 варианта и большую частоту фатальных исходов от вызываемой им пневмонии. Этот вариант наиболее опасен для пожилых пациентов.
Пневмококки. Токсические продукты
Пневмококки имеют факторы вирулентности, главным из них является капсула, блокирующая фагоцитоз. Вирулентные капсульные штаммы обра-зуют гладкие колонии, авирулентные бескапсульные варианты – шероховатые.
Антифагоцитарная активность связана с кислой природой капсуль-ного вещества в сочетании с особыми гидрофильными свойствами, благодаря чему в жидкой среде поглощенные фагоцитами кокки не подвергаются расщеплению и перевариванию. Наоборот, капсульные кокки, находящиеся на поверхности слизистой, легко фагоцитиру-ются.
Предшествующие заболевания легких, например, первичная вирус-ная инфекция, сопровождаются гиперсекрецией слизистой. Разжи-женный секрет не позволяет фагоцитам справляться с капсульными кокками и последние получают возможность интенсивной колони-зации и инвазии клеток.
Пневмококки можно рассматривать как пример патогенного микро-организма, у которого высокая инвазивность сочетается с мини-мальной токсигенностью. Однако, некоторые особенности клиники пневмококковой инфекции указывают на токсемию, несмотря на то, что собственно токсин никогда не удавалось выявить. Пневмококки вырабатывают гемолизины, лейкоцидины, отдельные некротические субстанции, а также нейраминидазу, которая дейст-вует на клеточные мембраны слизистой «носоглотки и бронхов. Мно-гие штаммы продуцируют гиалуронидазу, способствующую распро-странению в тканях.
Пневмококки. Патология инфекции
Пневмококки – наиболее частая причина пневмонии, менингита и воспаления среднего уха. При пневмококковой инфекции наиболее характерным признаком повреждения ткани является присутствие сгустков фибрина в очаге воспаления. При лобарной пневмонии много фибрина в легких; при пневмококковом менингите - много фибрина накапливается в субарахноидальном пространстве.
Пневмония – это воспаление альвеол, бронхиол и мелких бронхов, при котором пораженные участки заполняются фибринозным экссу-датом. Уплотнение (рентгенологически – «затемнение») – результат заполнения воздушных полостей легких этим экссудатом.
Пневмококки обычно вызывают 2 типа пневмоний:
1. Лобарная (долевая) пневмония, включающая от 1 до 5 больших анатомических структур (долей) легких;
2. Бронхопневмония, захватывающая терминальные бронхиолы и прилегающие доли.
Сливная бронхопневмония есть результат слияния очагов бронхоп-невмонии.
Лобарная пневмония – тяжелая токсическая болезнь, проявлением которой является учащенное поверхностное дыхание, тахикардия, цианоз, тошнота и кашель. В крови – лейкоцитоз (30000-40000 /мм3), 90-95% составляют полиморфонуклеарные нейтрофилы. Ха-рактерно также воспаление плевры - плеврит.
С разрешением воспалительного процесса и выздоровлением, экссу-дат в легких разжижается и удаляется, частично рассасыванием, частично отхаркиванием. Воздухообмен в пораженных долях вос-станавливается и легкие возвращаются в исходное состояние.
Изредка замедленное рассасывание приводит к формированию абс-цесса или хронической пневмонии (нерассасывающийся экссудат). С разжижением и рассасыванием пораженные участки замещаются фиброзной тканью, отвердевают. С внедрением интенсивной анти-микробной терапии такие драматические исходы редки.
95% всех случаев лобарной пневмонии – это пневмония, вызванная пневмококком.
Бронхопневмонию обычно вызывает пневмококк, но могут и другие микробы, например, стрептококки, стафилококки, гемофильная па-лочка, изолированно или сочетанно (микст-инфекция).
Бронхопневмония, чаще вторичная, чем первичная - это серьезное осложнение кори, гриппа, коклюша, хронических болезней сердца, сосудов, легких и почек. Наибольшее число случаев приходится на первые и последние годы жизни. Часто это заболевание является терминальным событием у лиц, ослабленных другими болезнями. Бронхопневмония может быть следствием применения анестетиков или аспирации инфицированного материала в легкие во время операции. У новорожденных это заболевание может быть связано с аспирацией инфицированной амниотической жидкости.
В отличие от лобарной пневмонии, при бронхопневмонии имеются рассеянные мелкие очаги воспаления, наиболее частые – у корня легкого. Экссудат состоит из лейкоцитов, жидкости и бактерий, но не содержит фибрина и мало эритроцитов. Плеврит и эмпиема – это осложнения. Довольно часто наблюдается хроническое течение. Застойная пневмония – это бронхопневмония, осложняющая сер-дечную недостаточность.
Пневмококки могут также быть причиной воспаления среднего уха, менингита. Известны случаи возникновения пневмококкового эндо-кардита, артрита, перитонита, кератита и др.
Пневмококки. Источники и пути передачи инфекции
Лобарная (долевая) пневмония — обычно эндемичное заболевание человеческой популяции. Как эпидемическое – оно встречается ред-ко и лишь как осложнение болезней, сопровождающихся снижением резистентности. Источниками инфекции являются больные актив-ной формой и носители.
Пневмококки проникают в организм и выделяются одним и тем же путем – воздушно-капельным. Инфекция обычно передается непо-средственно при вдыхании бактерий, выделяемых больными или носителями из носа и рта с капельками влаги. Возможна и непря-мая передача, при контакте с зараженными объектами.
Практически у каждого человека может быть неоднократное кратко-временное носительство пневмококка. При контакте с больным носительство может длиться от нескольких дней до нескольких не-дель. У носителей, не связанных с контактом с больными, как пра-вило, выделяются маловирулентные штаммы, не встречается носи-тельство наиболее опасного 3 варианта.
Пневмококки. Лабораторный диагноз инфекции
Пневмококки могут быть обнаружены в мокроте и других биологи-ческих жидкостях, если они содержатся в мокроте в большом количестве, прямой микроскопией мазков, окрашенных по Граму.
Для быстрой диагностики могут быть использованы современные методы обнаружения антигенов и антител (иммуноферменгный ана-лиз – ИФА, полимеразная цепная реакция – ПЦР и др.).
Подтверждающим методом является выделение чистой культуры и заражение ею белых мышей, которые высокочувствительны к пнев-мококкам. Смерть животных в течение 16-20 часов после заражения вызывают только вирулентные штаммы. Бескапсульные штаммы не вызывают гибели животных.
Типирование необходимо, прежде всего, для установления, какой из высоковирулентных пневмококков присутствует в патологическом материале. Для этого можно использовать методы, основанные на действии агглютинирующих и преципитирующих типоспецифических сывороток, полученных путем иммунизации животных против разных вариантов пневмококков.
По методу, разработанному Нейфилд (Neifeld), мазок мокроты или другого ис-пытуемого материала смешивается с типоспецифическими сыворот-ками. Если тип пневмококка соответствует сыворотке, его капсула быстро набухает, так как вследствие реакции антиген-антитело рез-ко меняется плотность капсульного вещества. Это явление получило название «реакция набухания по Neifeld».
Если в мокроте мало пневмококков или повторное типирование не дает результата, исследуемым материалом можно заразить внутрибрюшинно белых мышей и через несколько часов использовать для типирования перитонеальный экссудат.
Пневмококки. Отличие от других стрептококков
Практически используются следующие характеристики:
1. На кровяном агаре пневмококки дают неполный гемолиз;
2. Пневмококки
в тканях и жидкостях организма имеют капсулу, стрептококки – крайне редко;
3. Если 1 часть желчи добавить к 3 частям жидкой культуры, пневмококки растворяются, стрептококки – нет;
4. Пневмококки
ферментируют инулин, стрептококки – нет;
5. Пневмококки
более патогенны для белых мышей, чем стрепто-кокки;
6. Для более детальной дифференциации используется агглютина-ция и преципитация со специфическими сыворотками.
Пневмококки. Иммунитет при инфекции
Естественный иммунитет у человека достаточно высок. Пневмокок-ковая пневмония в большинстве случаев развивается у лиц со сни-женной резистентностью. Перенесенное заболевание приводит к развитию иммунитета к тому типу пневмококка, которым была вызвана болезнь. Продолжитель-ность иммунитета от 6 месяцев до года.
Пневмококки. Профилактика инфекции
1. Ограничение контакта с больными пневмонией.
2. Выделения изо рта и носа больного должны собираться и подвергаться дезинфекции.
3. После осмотра больного руки персонала следует обработать дезраствором.
4. Больной должен принимать меры к ограничению распростране-ния капель влаги при кашле и разговоре.
Заключение
– Капсула является главным фактором вирулентности пневмо-кокков, поскольку она защищает микроб от фагоцитоза в орга-низме человека, являющегося естественным хозяином этого микроба.
– Пневмококки образуют мало каталазы и пероксидазы, но они хорошо растут на обогащенных средах, продуцируя достаточное количество молочной кислоты. Факультативные анаэробы. В отличие от других стрептококков растворяются в желчи.
– Водорастворимые капсульные полисахариды определяют типоспецифичность пневмококков. По меньшей мере 88 вариантов и субвариантов Streptococcus pneumoniae могут вызвать болезнь. Наиболее вирулентным является вариант 3, имеющий утолщен-ную капсулу и образующий на среде слизистые колонии.
– Пневмококки являются причиной трех основных болезней: пневмония (долевая и бронхопневмония), менингит и воспале-ние среднего уха. Отличительным признаком пневмококкового поражения является образование фибрина в очаге воспаления.
– Пневмонию могут вызвать разные микроорганизмы. Она может наблюдаться в виде вспышек, часто как госпитальная инфекция.
Пневмококки впервые были описаны Пастером, Шамберланом и Ру в 1871 г.
Морфология и биологические свойства. Пневмококки представляют собой парно расположенные кокки овальной, слегка вытянутой ланцетовидной формы, напоминающие пламя свечи. Они могут располагаться также короткими цепочками, напоминая стрептококки. В организме человека и животных образуют капсулу; при выращивании на искусственных средах она отсутствует. Неподвижны, спор не образуют, грамположительны.
По типу дыхания — факультативные аэробы . На простых питательных средах не растут или дают скудный рост. Выращивают их на средах с добавлением белка: кровяных, сывороточных, с асцитической жидкостью. На кровяном агаре колонии пневмококков мелкие, напоминающие росинки, прозрачные в проходящем свете, с вдавленным центром, окружены зоной неполного гемолиза, зеленоватого оттенка, сходные с колониями зеленящего стрептококка. На жидких средах дают нежное помутнение, иногда образуя осадок. Биохимически довольно активны: разлагают глюкозу, лактозу, мальтозу, инулин и другие углеводы с образованием кислоты, не разжижают желатина, не образуют индола. Расщепление инулина является дифференциально-диагностическим признаком, помогающим отличить пневмококки от стрептококков, которые инулин не разлагают. Важным отличительным признаком служит способность пневмококков растворяться в желчи, в то время как стрептококки хорошо в ней сохраняются.
Токсинобразование. Пневмококки содержат эндотоксин, а также гемотоксин, фибринолизин, лейкоцидин, гиалуронидазу. Вирулентность пневмококка связана с веществом капсулы. В ней находится антифагин, препятствующий фагоцитированию лейкоцитами пневмококков.
Устойчивость . Пневмококки малоустойчивы во внешней среде. Они быстро теряют жизнеспособность под действием различных дезинфицирующих веществ. При температуре 60°С погибают в течение 10 мин. На искусственных питательных средах сохраняются не более 6— 7 дней. Вместе с тем пневмококки довольно устойчивы к высушиванию: в высушенной мокроте остаются жизнеспособными до 2 мес. Под действием оптохина в концентрации 1: 1000000 быстро погибают.
Антигенная структура. У всех пневмококков имеется один общий видовой протеиновый антиген, находящийся в цитоплазме. В капсуле пневмококков имеются различные полисахариды, специфичные для каждого типа. В настоящее время пневмококки делят по капсульному антигену на 80 типов. Считают, что наибольшее значение в патологии человека имеют I, II и III типы, но с каждым годом выявляется патогенность новых типов.
Патогенность. Пневмококки могут вызывать заболевания у телят, поросят, ягнят, собак. В лабораторных условиях наиболее восприимчивы белые мыши и кролики. При парентеральном введении белым мышам небольшого количества патологического материала или чистой культуры пневмококка у них развивается картина септического заболевания, приводящая через 18—24 ч к смерти животного. В крови и органах при микроскопии видны пневмококки в капсулах.
Патогенез и клиника. Пневмококки являются возбудителями крупозной пневмонии у человека. Они могут также вызывать ползучую язву роговицы, катары верхних дыхательных путей, менингит, эндокардит, поражения суставов и другие заболевания. Вместе с тем пневмококки являются обитателями слизистой оболочки верхних дыхательных путей здорового человека. Установлено, что у здоровых носителей встречаются маловирулентные штаммы, не относящиеся к I, II и III типам, поэтому инфекция в большинстве случаев носит экзогенный характер и передается воздушно-капельным путем. Понижение сопротивляемости организма в результате переохлаждения, переутомления, перенесенного гриппа и другие неблагоприятные факторы способствуют возникновению заболевания. Входные ворота инфекции — слизистая оболочка верхних дыхательных путей. При крупозной пневмонии поражаются доли легкого или все легкое. Болезнь сопровождается высокой температурой, ознобом, сухим болезненным кашлем и другими симптомами. Микробные токсины поражают сосудистую и центральную нервную системы. В связи с успешным применением антибиотиков роль пневмококка в этиологии пневмоний резко снизилась.
Иммунитет. У людей довольно выражена естественная невосприимчивость к пневмококковой инфекции.
Об этом свидетельствует частое обнаружение пневмококков на слизистой оболочке верхних дыхательных путей здоровых лиц. После перенесенного заболевания иммунитет малонапряженный, кратковременный, типоспецифический. Перенесенная пневмококковая инфекция предрасполагает к повторным заболеваниям, так как пневмококки обладают сенсибилизирующими свойствами.
Микробиологическая диагностика . Материалом для исследования являются мокрота, кровь, мазок из зева, спинномозговая жидкость. Ввиду того что пневмококк быстро погибает, патологический материал необходимо как можно скорее доставить в лабораторию для исследования. Из этого материала готовят мазки, окрашивают их по Граму и по методу Гинса, а затем микроскопируют. Обнаружение ланцетовидных диплококков, окруженных бесцветной капсулой, дает основание предположить наличие пневмококков. Затем производят микробиологическое исследование патологического материала. С этой целью делают посев на кровяной агар и сывороточный бульон. Одновременно используют биологический метод, вводя внутрибрюшинно исследуемый материал двум белым мышам.
Уже через 4-6 часов у них появляются первые признаки заболевания. Мышей под наркозом вскрывают или отсасывают пунктат из брюшной полости. Кусочки внутренних органов, кровь или пунктат засевают в сывороточный бульон и на кровяной агар. На следующий день просматривают посевы, отмечают характер роста, микроскопируют, выделяют чистую культуру. Для дифференциации от стрептококка делают посев исследуемой культуры в пробирку с 10% желчным бульоном и в среду с инулином. Если через 24 ч инкубации в термостате в пробирке с желчным бульоном произошло полное просветление среды (вследствие лизиса микробов), а в пробирке инулином— покраснение ее, указывающее на разложение инулина, выделенную культуру относят к пневмококкам. Для определения типа пневмококка ставят реакцию агглютинации с противопневмококковыми сыворотками, Профилактика и лечение. Меры профилактики сводятся к закаливанию организма; следует избегать рез- ч кого охлаждения. Специфическую профилактику не проводят.
Для лечения с успехом используют сульфаниламидные препараты и антибиотики (пенициллин, тетрациклин).
