Газовая гангрена (также известная как клостридиальный мионекроз [1] ) — это бактериальная инфекция , которая приводит к образованию тканевого газа при гангрене . Эту смертельную форму гангрены обычно вызывают бактерии Clostridium perfringens . Ежегодно в США регистрируется около 1000 случаев газовой гангрены. [2]
Мионекроз — состояние некротического повреждения, специфическое для мышечной ткани . Это часто наблюдается при инфекциях, вызванных C. perfringens или любой из множества почвенных анаэробных бактерий . Бактерии вызывают мионекроз специфическими экзотоксинами . Эти микроорганизмы являются условно-патогенными и, как правило, попадают в организм через значительные повреждения кожи. Гангренозная инфекция, вызываемая почвенными бактериями, была обычным явлением при боевых ранениях солдат еще в 20 веке из-за нестерильной полевой хирургии и основного характера ухода за тяжелыми осколочными ранениями. [3]
Другие причины мионекроза включают отравление змеями рода Bothrops (семейство Viperidae ), ишемический некроз, вызванный закупоркой сосудов (например, диабет II типа), опухоли , которые блокируют или накапливают кровоснабжение, а также диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови или другие тромбозы .
Газовая гангрена может вызвать мионекроз (гибель мышечной ткани), газообразование и сепсис . Прогрессирование до токсемии и шока часто происходит очень быстро. Его легко заметить по образующимся большим почерневшим язвам, а также по громкой и характерной крепитации , вызванной выходом газа из некротической ткани. [ нужна цитата ]
С газовой гангреной связано множество симптомов. Характерно, что черные пятна на коже появляются в форме пузырьков, что позволяет визуализировать газообразующие бактерии. Симптомы включают в себя: [4]
Виды Clostridium производят больше токсинов и проявляют более высокую степень вирулентности , чем любой другой бактериальный таксон. [5] Инфекции, вызванные клостридиями , обычно носят оппортунистический характер и возникают у людей с уже существующими серьезными заболеваниями. Однако известно, что инфекции Clostridium встречаются и у здоровых людей. Четыре вида Clostridium ( Clostridium botulinum , Clostridium perfringens , Clostridium tetani и Clostridium sordelli ) ответственны за большинство инфекций у человека. Поскольку Clostridium является облигатным анаэробным таксоном, бактерия инфицирует гипоксические ткани, которые стали анаэробными из-за ограничения кровотока , деградации кровеносных сосудов или атеросклероза . Лица с ослабленным иммунитетом демонстрируют более высокую восприимчивость к инфекциям и более высокий уровень смертности. [ нужна цитата ]
Представители рода Clostridium обладают множеством факторов вирулентности. Общие факторы вирулентности, связанные с газовой гангреной, включают альфа-токсин и тета-токсин. C. perfringens вызывает 80–90% инфекций и продуцирует оба этих токсина. [ нужна цитата ]
Альфа-токсин C. perfringens широко связан с газовой гангреной, поскольку он является его основным фактором вирулентности при вторжении в хозяина. Альфа-токсин вызывает гемолиз , тем самым ограничивая приток крови к области инфекции. Поскольку окружающая система кровообращения разрушается, нейтрофилы и моноциты, эозинофилы и базофилы не могут достичь целевых участков инфекции. Гемолитическая активность альфа-токсина создает анаэробную среду, необходимую для размножения бактерий. Альфа-токсин также проявляет способность проникать в окружающую клеточную ткань и вызывать каскад аберрантной биохимической активности. [ нужна цитата ]
Тета-токсин также используется C. perfringens в качестве фактора вирулентности. Тета-токсин также способствует деградации сосудов, как и его аналог альфа-токсин. Используется фактор активации тромбоцитов, который вызывает острую воспалительную реакцию в близлежащих тканях. [6] Эта воспалительная реакция приводит к сужению окружающих артерий и способствует созданию анаэробной среды для роста и патофизиологии C. perfringens . [ нужна цитата ]
Бета-токсин является неотъемлемым фактором вирулентности, способствующим развитию энтероколита и энтеротоксемии . [7] Этот токсин использует поры клеточной биолипидной мембраны для импорта патогенного фактора в организмы. [ нужна цитата ]
Газовую гангрену вызывают виды Clostridium , продуцирующие экзотоксин (чаще всего C. perfringens и C. novyi , [8] [9] , но реже C. septicum [10] или C. ramnosum ), [11] которые чаще всего встречаются в почве, но также обнаруживаются как нормальная флора кишечника , так и другие анаэробы (например, бактероиды и анаэробные стрептококки ). [ нужна цитата ]
Бактерии рода Clostridial вырабатывают два токсина: альфа- и тета-токсины, которые вызывают некротическое поражение тканей. [12]
Другие микроорганизмы могут иногда вызывать газовую гангрену (например, Klebsiella pneumoniae при диабете ). [13]
В одном клиническом случае сообщалось о составе газа 5,9% водорода, 3,4% углекислого газа, 74,5% азота и 16,1% кислорода. [14]
Мионекроз незначительно отличается от других видов некроза. Хотя основные причины практически идентичны, тип пораженной ткани (в частности, мышечной ткани) значительно важнее для общего состояния здоровья пациента. Поверхностный некроз непригляден и может привести к образованию непривлекательных рубцов, но в остальном не влияет на вероятность выживания или физические возможности пациента в такой же степени. Однако массивный мионекроз, скорее всего, приведет к потере движения всей области. Если некротическое повреждение будет продолжаться на всей пораженной конечности, то часто вся конечность будет потеряна навсегда. [ нужна цитата ]
Часто бывает трудно определить степень повреждения мышц, поскольку C. perfringens может действовать в более глубоких фасциальных слоях под кожей. В отличие от других анаэробных инфекций выделения при этих инфекциях часто не гнойные (заполненные гноем). Вместо этого выделения часто описываются как «сладко-гнилостные» или «гной из помоев», поскольку они намного жиже обычного гноя. Это происходит из-за лизиса нейтрофилов , типа лейкоцитов, вызванного лецитиназами и другими токсинами , выделяемыми видами Clostridium . [15]
Почвенные анаэробы особенно хорошо приспособлены к выживанию в суровых условиях. Часто возникает нехватка питания и конкуренция за ресурсы со стороны множества других видов. Изменения pH и температуры также часто бывают значительными. Бактерии часто обладают способностью создавать экзотоксины, которые помогают им конкурировать с другими микробами в их естественной среде обитания. Когда такие бактерии могут проникнуть в живого хозяина, они сталкиваются с огромным запасом питательных веществ, теплыми условиями и обилием воды. Это позволяет микробам быстро размножаться, что намного превышает возможности иммунной системы, поскольку прокариотические бактерии обладают гораздо большей способностью к размножению, чем иммунная система хозяина. Сочетание бактериальной нагрузки и способности к размножению является основой способности микробов вызывать массовую инфекцию. Наряду с такой быстрой пролиферацией происходит массовое производство экзотоксина, который вызывает серьезное повреждение местных тканей хозяина. Одним из таких экзотоксинов является альфа-токсин , который продуцируется C. perfringens и является ключевым фактором вирулентности в его патогенезе. [16]
Массивная инфекция, серьезная травма и истощение иммунного потенциала хозяина приводят к общесистемному сепсису . Частично это связано с нагрузкой на иммунную систему, соответствующим выбросом воспалительных цитокинов и распространением бактериальных токсинов. Массовая инфекция, вероятно, приведет к смерти в результате сочетания общесистемного септического шока и непреднамеренного разрушительного воздействия иммунного ответа. У животных инвалидность и страдания, вызванные всеми этими факторами, заметно увеличивают вероятность нападения хищников. [ нужна цитата ]
Для диагностики газовой гангрены можно использовать различные диагностические методы. Из-за низкой заболеваемости мионекрозом этот диагноз легко не заметить. Поскольку бактериальные инфекции в основном проявляют одни и те же симптомы, ранняя диагностика газовой гангрены происходит редко. Неоднозначные симптомы только способствуют ухудшению прогноза. К методам диагностики относятся: [15]
Лечение обычно заключается в хирургической обработке и иссечении , во многих случаях необходима ампутация . Водорастворимые антибиотики (такие как пенициллин) сами по себе не эффективны, поскольку они не проникают в ишемизированные мышцы в достаточной степени, чтобы быть эффективными. Пенициллин эффективен против C. perfringens . Когда газовая гангрена возникает в таких областях, как брюшная полость, пациента можно лечить в барокамере , которая содержит сжатую атмосферу, богатую кислородом. Кислород насыщает инфицированные ткани и тем самым предотвращает рост облигатно-анаэробных клостридий. [17] Рост C. perfringens подавляется, когда доступность кислорода эквивалентна парциальному давлению около 9–10 кПа (сравните с 4–5 кПа в венозной крови в нормальных условиях и 11–13 кПа в артериях и 21 кПа в воздухе на уровне моря), поэтому, если лечение начать рано, это состояние в большинстве случаев можно вылечить. [18]
Газовая гангрена, если ее не лечить, является потенциально смертельной инфекцией. Ранняя диагностика типа инфекции и видов, вызывающих инфекцию, значительно улучшит прогноз. Профилактические меры повсеместно применяются в медицинских учреждениях для предотвращения бактериальных инфекций у пациентов. Снижение восприимчивости к инфекции будет способствовать улучшению прогноза за счет соблюдения правил гигиены и предотвращения заболеваний, вызывающих гипоксию или состояние ослабленного иммунитета. [ нужна цитата ]
После разрешения мионекроза пациентам часто требуется дальнейший уход из-за пагубных последствий, вызванных инфекцией. Пересадка кожи часто требуется после удаления некротических тканей. Бывшим пациентам по-прежнему потребуется гипербарическая кислородная терапия, чтобы предотвратить рецидив инфекции. [19]
Виды Clostridium в изобилии встречаются в почве, особенно в почве, используемой для животноводства. [5] В медицинских учреждениях он процветает в антисанитарных условиях. В США заболеваемость мионекрозом составляет всего около 1000 случаев в год. [20]
Во время Первой и Второй мировых войн клостридиальный мионекроз был обнаружен в 5% ран, но с улучшением ухода за ранами, антисептикой и использованием антибиотиков заболеваемость снизилась до 0,1% раневых инфекций, связанных с войной во время войны во Вьетнаме. . [20]
При наилучшем уходе, включая раннее выявление, хирургическую помощь, лечение антибиотиками и гипербарическую оксигенотерапию , уровень смертности составляет 20–30% и может достигать 5–10%. При отсутствии лечения заболевание имеет 100% летальность. [20]
