Газовая гангрена (также известная как клостридиальный мионекроз [1] ) — это бактериальная инфекция , которая производит тканевой газ при гангрене . Эта смертельная форма гангрены обычно вызывается бактериями Clostridium perfringens . Около 1000 случаев газовой гангрены ежегодно регистрируются в Соединенных Штатах. [2]
Мионекроз — это состояние некротического повреждения, характерное для мышечной ткани . Часто наблюдается при инфекциях, вызванных C. perfringens или любыми 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 почвенными бактериями была распространена среди солдатских ранений в бою вплоть до 20-го века из-за нестерильной полевой хирургии и простого характера лечения тяжелых огнестрельных ранений. [3]
Другими причинами мионекроза являются отравление змеями рода Bothrops (семейство Viperidae ), ишемический некроз, вызванный закупоркой сосудов (например, диабетом II типа), опухоли , которые блокируют или задерживают кровоснабжение, а также диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови или другие тромбозы .
Газовая гангрена может вызвать мионекроз (отмирание мышечной ткани), газообразование и сепсис . Прогрессирование токсемии и шока часто происходит очень быстро. Его можно легко заметить по большим, почерневшим язвам, которые образуются, а также по громкой и отчетливой крепитации, вызванной выходом газа из некротической ткани. [ необходима цитата ]
Множество симптомов связано с газовой гангреной. Отличительной чертой являются черные поражения на коже, которые выглядят как пузырьки, что позволяет визуализировать бактерии, вырабатывающие газ. Симптомы включают: [4]
Виды Clostridium производят больше токсинов и проявляют более высокую степень вирулентности , чем любой другой бактериальный таксон. [5] Инфекции Clostridium обычно являются оппортунистическими и возникают у людей с серьезными предшествующими заболеваниями. Однако известно, что инфекции Clostridium также возникают у здоровых людей. Четыре вида Clostridium ( Clostridium botulinum , Clostridium perfringens , Clostridium tetani и Clostridium sordelli ) ответственны за большинство человеческих инфекций. Поскольку Clostridium является облигатным анаэробным таксоном, бактерия заражает гипоксические ткани, которые стали анаэробными из-за ограниченного кровотока , деградации кровеносных сосудов или атеросклероза . У людей с ослабленным иммунитетом наблюдается более высокая восприимчивость к инфекции и более высокие показатели смертности. [ необходима цитата ]
Члены рода Clostridium демонстрируют множество факторов вирулентности. Распространенные факторы вирулентности, связанные с газовой гангреной, включают альфа-токсин и тета-токсин. C. perfringens вызывает 80–90% инфекций и производит оба этих токсина. [ необходима цитата ]
Альфа-токсин C. perfringens широко ассоциируется с газовой гангреной, поскольку он является ее основным фактором вирулентности при вторжении в хозяина. Альфа-токсин ассоциируется с гемолизом , тем самым ограничивая приток крови к области инфекции. Поскольку окружающая кровеносная система разрушается, нейтрофилы и моноциты, эозинофилы и базофилы не могут достичь целевых областей 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. [ необходима цитата ]
Тета-токсин также используется C. perfringens в качестве фактора вирулентности. Тета-токсин также способствует сосудистой деградации, как и его аналог альфа-токсин. Используется фактор активации тромбоцитов, который запускает острую воспалительную реакцию в близлежащих тканях. [6] Эта воспалительная реакция приводит к сужению окружающих артерий и способствует анаэробной среде для роста и патофизиологии C. perfringens . [ необходима цитата ]
Бета-токсин является неотъемлемым фактором вирулентности, способствующим развитию энтероколита и энтеротоксемии . [7] Этот токсин использует поры в клеточной биолипидной мембране для импорта патогенного фактора в организмы. [ необходима цитата ]
Газовая гангрена вызывается видами Clostridium , продуцирующими экзотоксины (чаще всего C. perfringens и C. novyi [ 8] [9], но реже C. septicum [10] или C. ramnosum ), [11], которые в основном встречаются в почве, но также встречаются в составе нормальной кишечной флоры и других анаэробов (например, Bacteroides и анаэробные стрептококки ). [ необходима ссылка ]
Бактерии рода Clostridial вырабатывают два токсина: альфа- и тета-токсины, которые вызывают некротическое повреждение тканей. [12]
Другие организмы могут иногда вызывать газовую гангрену (например, Klebsiella pneumoniae в контексте диабета ). [13]
В одном клиническом случае был зарегистрирован газовый состав: 5,9% водорода, 3,4% углекислого газа, 74,5% азота и 16,1% кислорода. [14]
Мионекроз немного отличается от других типов некроза. Хотя основные причины почти 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 той же степени. Однако массивный мионекроз, скорее всего, приведет к потере движения во всем регионе. Если некротическое повреждение продолжается по всей пораженной конечности, то часто вся эта конечность теряется навсегда. [ необходима цитата ]
Часто бывает трудно определить степень повреждения мышц, так как C. perfringens может действовать в более глубоких фасциальных слоях под кожей. В отличие от других анаэробных инфекций, выделения при этих инфекциях часто не гнойные (наполнены гноем). Вместо этого выделения часто описываются как «сладковато-гнилостные» или «посудомоечные гной», потому что они намного жиже обычного гноя. Это происходит из-за лизиса нейтрофилов , типа белых кровяных клеток, вызванного лецитиназами и другими токсинами , выделяемыми видами Clostridium . [15]
Анаэробы, переносимые почвой, особенно хорошо приспособлены к выживанию в суровых условиях. Часто наблюдается нехватка питания и конкуренция за ресурсы со стороны многочисленных других видов. Изменения pH и температуры также часто имеют значение. Бактерии часто обладают способностью вырабатывать экзотоксины, помогающие им конкурировать с другими микробами в их естественной среде. Когда такие бактерии способны проникнуть в живого хозяина, они сталкиваются с огромным запасом питательных веществ, теплыми условиями и обилием воды. Это позволяет микробам быстро размножаться, намного превосходя возможности иммунной системы по защите, 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 таким быстрым размножением происходит соответствующее массовое производство экзотоксина, который наносит серьезный ущерб местным тканям хозяина. Одним из таких экзотоксинов является альфа-токсин , который вырабатывается C. perfringens и является ключевым фактором вирулентности в его патогенезе. [16]
Массивная инфекция, грубая травма и истощение иммунного потенциала хозяина приводят к общесистемному сепсису . Это отчасти связано с нагрузкой на иммунную систему, соответствующим высвобождением ею воспалительных цитокинов и распространением бактериальных токсинов. Массивная инфекция, вероятно, приведет к смерти от сочетания общесистемного септического шока и непреднамеренно разрушительных эффектов иммунного ответа. У животных инвалидность и дистресс, вызванные всеми этими факторами, значительно увеличивают вероятность нападения хищников. [ необходима цитата ]
Для диагностики газовой гангрены можно использовать различные методы диагностики. Из-за низкой частоты мионекроза этот диагноз легко пропустить. Поскольку бактериальные инфекции в основном проявляют одни и те же симптомы, ранняя диагностика газовой гангрены происходит редко. Неоднозначные симптомы только способствуют ухудшению прогноза. Диагностические методы включают: [15]
Лечение обычно заключается в хирургической обработке и иссечении , во многих случаях необходима ампутация . Водорастворимые антибиотики (например, пенициллин) сами по себе неэффективны, поскольку они не проникают в ишемические 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 богатую кислородом атмосферу. 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 при нормальных условиях, с 11–13 кПа в артериях и 21 кПа в воздухе на уровне моря), поэтому, если лечение начать рано, это состояние в основном можно вылечить. [18]
Газовая гангрена, если ее не лечить, является потенциально смертельной инфекцией. Ранняя диагностика типа инфекции и вида, вызывающего инфекцию, значительно улучшит прогноз. Профилактические меры применяются повсеместно в медицинских учреждениях для предотвращения бактериальных инфекций у пациентов. Снижение восприимчивости к инфекции будет способствовать улучшению прогноза за счет соблюдения правил гигиены и предотвращения заражения болезнями, вызывающими гипоксию или иммунодефицитное состояние. [ необходима 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 требуется гипербарическая оксигенотерапия для предотвращения повторной инфекции. [19]
Виды Clostridium в изобилии встречаются в почве, особенно в почве, используемой для животноводства. [5] В медицинских учреждениях они процветают, когда преобладают негигиеничные условия. В Соединенных Штатах 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, антисептики и использования антибиотиков заболеваемость снизилась до 0,1% от всех раневых инфекций, связанных с войной во время войны во Вьетнаме . [20]
При наилучшем уходе, включая раннее распознавание, хирургическое лечение, лечение антибиотиками и гипербарическую оксигенотерапию , уровень смертности составляет 20–30 % и может быть всего 5–10 %. При отсутствии лечения летальность составляет 100 %. [20]
