Clostridium botulinum
Микроб относится к семейству Вacillaсеае, роду Clostridium. Пищевые интоксикации, вызываемые Сl. botulinum, встречаются реже, чем стафилококковые, но протекают довольно тяжело. Как правило, заболевание возникает после употребления в пищу продуктов, прежде всего сырокопченых колбас, ветчины, мясных, рыбных и других консервов, содержащих возбудитель и его токсины.
Ботулизм обычно рассматривается как истинный токсикоз, который обусловлен наличием сильнодействующего токсина в продуктах и различных кормах. Имеются сообщения, что заболевания ботулизмом могут протекать и по типу токсикоинфекций.
Впервые Cl. botulinum был выделен Э. ван Эрменгемом в 1896 г. из ветчины, послужившей источником отравления, и из внутренних органов людей, умерших в результате употребления этого продукта. В России Cl. botulinum был выделен С. В. Константиновым из красной рыбы, вызвавшей отравление. В настоящее время известно шесть серологических типов возбудителя ботулизма: А, В, С, D, Е, F. Морфология. Cl. botulinum — крупная палочка с закругленными концами длиной 4—8 мкм, шириной 0,4— 1,2 мкм. Палочка образует спору овальной формы, расположенную терминально или субтерминально, которая придает микробной клетке форму теннисной ракетки (рис. 19). Палочка подвижна, не образует капсул, по Граму красится положительно.
Культуральные свойства. CL botulinum культивируют на средах при рН 7,2—7,6 в условиях строгого анаэробиоза. Оптимальная температура роста и токсинообразова-ния возбудителя типов А, В, С, D 35°С, типов Е и F — 28—30°С. На среде Китта-Тароцци бактерии образуют помутнение с последующим выпадением осадка, бульон приобретает запах прогорклого масла.
При росте на глюкозно-кровяном агаре колонии имеют неправильную форму с тонкими нитевидными отростками, окруженными зоной гемолиза.
Ферментативные свойства. Клостридии типов А, В и F обладают протеолитическими свойствами, вызывают расплавление кусочков печени в питательной среде. Желатин, свернутая кровяная сыворотка, сгусток молока разжижаются с выделением сероводорода, мозговая среда медленно и слабо чернеет. Сахаролитические свойства не постоянны. Микроб ферментирует глюкозу, левулезу, мальтозу, декстрин, глицерин и салицин с образованием кислоты и выделением газа.
Токсинообразование. Cl. botulinum продуцирует экзотоксин — наиболее сильный из всех известных бактерийных ядов. Ботулинический токсин по своему действию превосходит химические яды.
Так, токсин типа А в дозе 6 мг способен вызвать гибель мышей общей массой 1 200 000 т. Токсин получен в кристаллическом виде. Он представляет собой глобулин, состоящий из 19 аминокислот. Токсин действует подобно ферментам, он катализирует химические процессы в организме человека и животных с образованием больших количеств ядовитых веществ. В 1 мг кристаллического токсина содержится до 108 DLtn (Dosis letalis minima) для мыши. При благоприятных условиях токсинообразование происходит в культурах, пищевых продуктах (мясных, овощных, рыбных), а также в организме человека и животных. Во многих случаях при наличии клостридий и ботулинических токсинов пищевые продукты до органолептическим показателям не отличаются от доброкачественных.
Все шесть типов ботулинических токсинов вызывают интоксикацию, которая протекает с одинаковой клинической картиной.
Для человека наиболее опасны токсины типов А, В, Е, F, а для животных — токсины типов С и D.
Необходимо иметь в виду, что Cl. botulinum типа Е может размножаться и образовывать токсин при 3— 5°С (К- И. Матвеев, 1959). При размножении в пищевых продуктах клостридии типа Е продуцируют не только экзотоксин, но и неядовитый протоксин, который может активизироваться под воздействием трипсина, панкреатина или протеолитических ферментов микроорганизмов и увеличивать активность токсина в десятки, сотни раз.
Антигенная структура. Серологические типы возбудителя ботулизма сходны по морфологическим, культуральным свойствам и действию экзотоксинов на организм человека и животных. Но каждый тип токсина отличается друг от друга по своей антигенной структуре. В микробной клетке клостридий типов A и В выявлены О- и H-антигены. Групповую специфичность внутри типов определяют по наличию -антигенов в реакциях с антитоксическими сыворотками. Антигенная структура типов С, D, Е и F изучена недостаточно.
Устойчивость. Возбудитель ботулизма широко распространен в природе. Часто встречается в почве, навозе, воде, в иле заболоченных водоемов, в кишечнике животных, рыб, грызунов.
Вегетативная форма Cl. botulinum довольно быстро погибает под воздействием различных факторов внешней среды. При 80°С возбудитель гибнэт через 30 мин.
Споры клостридий термостабильны и могут продолжительное время сохраняться в пищевых продуктах и внешней среде. Они выдерживают кипячение в течение 6 ч. В результате автоклавирования при 115°С споры погибают через 30—40 мин, при 120°С — через 3—23 мин. В высушенном состоянии споры остаются жизнеспособными многие годы. Длительное время они могут переносить низкие температуры. Так, споры не погибают даже при —190°С. При температуре —15—16°С сохраняются в течение 1 года, однако часть их разрушается, вследствие чего освобождается токсин, который может вызвать интоксикации.
Фенол в 5%-ной концентрации, 20%-ный раствор формалина убивает споры через 24 ч, 10%-ный раствор соляной кислоты — через 1 ч. В этиловом спирте и 14-— 15%-ном растворе хлористого натрия споры сохраняют жизнеспособность в течение 2 мес.
Токсины весьма устойчивы к воздействиям различных физических и химических факторов. Они продолжительное время не разрушаются под действием солнечного света. В жидких культурах они могут сохраняться несколько месяцев, при нагревании до 90°С — 40 мин. Кипячение разрушает токсин через 10—15 мин. В отличие от других бактерийных токсинов ботулинический токсин устойчив к действию желудочного сока и всасывается неизмененным.
Токсин, содержащийся в пищевых продуктах, устойчив к высоким концентрациям хлористого натрия, в консервах сохраняется в течение 6—8 мес. Ботулинический токсин прекращает накапливаться только при концентрации поваренной соли в продуктах 8—10%.
Щелочи ослабляют активность токсина, при рН 8,5 он разрушается. Низкая температура препятствует его образованию. При температуре ниже 8°С токсин обычно не накапливается. Копчение, вяление, соление и замораживание продуктов не ослабляют его активности.
Добавление к фильтрату культуры, содержащей ботулинический токсин, 0,3—0,5%-ного формалина и выдерживание фильтрата в термостате в течение трех недель приводит к полной потере ядовитости. Обезвреженный таким образом токсин получил название анатоксин, который используют для иммунизации животных и человека.
Анатоксином проводят также гипериммунизацию лошадей с целью получения гипериммунных сывороток.
Патогенность. К ботулиническому токсину чувствительны лошади, крупный и мелкий рогатый скот, птицы, а также люди. Из лабораторных животных восприимчивы кролики, кошки, морские свинки, щенки собак, белые мыши.
У животных ботулизм чаще возникает в результате поедания растительных кормов, содержащих токсин.
Интоксикация человека может возникать в результате потребления консервированных грибов, приготовленных в домашних условиях в герметически закрытых банках и плохо отмытых от почвы.
После употребления человеком продуктов, содержащих токсин, он всасывается через желудок и кишечник, поступает в кровь, разносится по всему организму, поражает сердечно-сосудистую систему и клетки спинного и головного мозга. Инкубационный период заболевания составляет 12—24 ч. При ботулизме наблюдаются головокружение, головные боли, нарушение зрения, сопровождающееся расширением зрачков, двоением предметов, паралич глотательной мускулатуры, иногда рвота. Температура тела обычно остается нормальной. Летальность довольно высокая (около 60—85%).
Накопление токсина часто происходит не во всем объеме продукта. Поэтому из группы людей, употребляющих этот продукт, могут погибнуть только 1—2 человека.
Диагностика. При подозрении на ботулизм исследуют остатки пищи, рвотные массы, промывные воды желудка, кровь, мочу, испражнения; в случае смерти — содержимое желудка, тонкого отдела кишечника, а также кусочки паренхиматозных органов, лимфатические узлы, спинной и головной мозг.
Исследования проводят в двух направлениях: обнаружение ботулинического токсина и получение чистой культуры Сl. botulinum.
Наличие токсина в материале устанавливают с помощью биологической пробы и реакции нейтрализации, используя антитоксические сыворотки А, В, С, D, Е, F.
При постановке биологической пробы лабораторным животным (морские свинки, белые мыши, котята) вводят, внутривенно или внутрибрюшинно фильтрат бульонных культур или экстракт из остатков пищи, рвотных масс, промывных вод желудка. Причем одной из групп животных вводят прогретый фильтрат. При наличии токсина в исследуемом материале погибают животные той группы, которым вводили не прогретый фильтрат. Кроме того, лабораторным животным вводят смесь фильтрата исследуемого материала с поливалентной антиботулинической сывороткой. При этом животные не должны погибнуть.
Для получения чистой культуры предварительно прогретый при 85°С в течение 15 мин материал высевают на среду Китта-Тароцци и культивируют в анаэробных условиях. При высеве на глюкозно-кровяной агар обращают внимание на колонии с нитевидными отростками и зоной гемолиза, характерные для палочки ботулизма. Выделенную культуру изучают и идентифицируют.
Профилактика. Для предупреждения возникновения ботулизма на пищевых предприятиях необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические правила, не допускать обсеменения пищевых продуктов возбудителем.
На предприятиях мясной промышленности следует соблюдать ветеринарно-санитарные требования при переработке продуктов убоя. Мясо и мясопродукты необходимо хранить при низкой температуре.
В консервном производстве необходимо строго соблюдать технологические режимы стерилизации. Засолку рыбы проводить крепким раствором хлористого натрия (концентрация не ниже 10%). Все подозрительные продукты перед их употреблением подвергать тепловой обработке.