Чем опасна палочка ботулизма
Ботулизм
Основные факты
Обзор
Споры, вырабатываемые Clostridium botulinum устойчивы к высоким температурам и широко распространенные в окружающей среде. При отсутствии кислорода эти споры прорастают, развиваются и начинают выделять токсины. Существует 7 разных форм ботулотоксина – типы A – G. Четыре из них (типы A, B, E и в редких случаях F) вызывают ботулизм человека. Типы C, D и E вызывают болезнь у млекопитающих, птиц и рыб.
Ботулотоксины попадают в организм при потреблении продуктов, не прошедших надлежащую обработку, в которых бактерии или споры выживают и вырабатывают токсины. Основной причиной ботулизма человека является пищевая интоксикация, но он может быть вызван кишечной инфекцией у детей грудного возраста, раневыми инфекциями и в результате вдыхания.
Симптомы пищевого ботулизма
Ботулотоксины нейротоксичны и поэтому оказывают воздействие на нервную систему. Для пищевого ботулизма характерен нисходящий вялый паралич, который может приводить к дыхательной недостаточности.
Ранними симптомами являются сильная утомляемость, слабость и головокружение, за которыми обычно следуют затуманенное зрение, сухость во рту, а также затрудненные глотание и речь. Могут также иметь место рвота, диарея, запор и вздутие живота. По мере прогрессирования болезни может появляться слабость в шее и руках, после чего поражаются дыхательные мышцы и мышцы нижней части тела. Температура не повышается и потери сознания не происходит.
Причиной этих симптомов является не сама бактерия, а вырабатываемый ею токсин. Симптомы обычно появляются через 12–36 часов (минимум через 4 часа и максимум через 8 дней) после экспозиции. Показатели заболеваемости ботулизмом низкие, но показатели смертности высокие в случае, если не будет быстро поставлен правильный диагноз и незамедлительно предоставлено лечение (введение на ранних стадиях антитоксина и интенсивная искусственная вентиляция легких). Болезнь может заканчиваться смертельным исходом в 5–10% случаев.
Экспозиция и передача
Пищевой ботулизм
C. botulinum является анаэробной бактерией — это означает, что она может развиваться только при отсутствии кислорода. Пищевой ботулизм развивается в случае, когда бактерии C. botulinum растут и вырабатывают токсины в пищевых продуктах до их потребления. C. botulinum вырабатывает споры, которые широко распространены в окружающей среде, включая почву, а также речную и морскую воду.
Рост бактерий и выработка токсина происходят в продуктах с низким содержанием кислорода и при определенном сочетании температуры хранения и параметров консервации. Чаще всего это происходит в пищевых продуктах легкой консервации, а также в продуктах, не прошедших надлежащей обработки, консервированных или бутилированных в домашних условиях. В кислой среде (pH менее 4,6) развития C. botulinum не происходит, и поэтому в кислых продуктах токсин не вырабатывается (однако низкий уровень pH не разрушает токсинов, выработанных ранее). Для предотвращения роста бактерий и выработки токсина используются также низкие температуры хранения в сочетании с определенными уровнями содержания соли и/или кислотности.
Несмотря на то, что споры C. botulinum устойчивы к высоким температурам, токсин, вырабатываемый бактериями, которые развиваются из спор в анаэробных условиях, разрушается при кипячении (например, при температуре внутри >85C в течение пяти или более минут). Поэтому, чаще всего причиной ботулизма человека являются готовые к употреблению продукты в упаковках с низким содержанием кислорода.
Для выяснения причины и предотвращения дальнейших случаев заболевания необходимо незамедлительно получить образцы продуктов, причастных к предполагаемым случаям заболевания, поместить их в надлежащие герметически закрытые контейнеры и направить в лаборатории.
Детский ботулизм
Детский ботулизм развивается, в основном, у детей в возрасте до 6 месяцев. В отличие от пищевого ботулизма, вызываемого потреблением уже выработанных токсинов в пищевых продуктах (см. пункт «a» выше), детский ботулизм развивается в случае, когда дети проглатывают споры C. botulinum, из которых развиваются бактерии, колонизирующие кишечник и выделяющие токсины. У большинства взрослых людей и детей старше 6 месяцев этого не происходит, потому что естественные защитные механизмы кишечника, формирующиеся позже, предотвращают прорастание спор и рост бактерий.
Клинические симптомы у детей грудного возраста включают запор, потерю аппетита, слабость, измененный плач и четко выраженную утрату способности держать головку. Существует несколько вероятных источников инфицирования детским ботулизмом, но определенное число случаев заболевания ассоциируется с медом, зараженным спорами. Поэтому, родителям и лицам, осуществляющим уход за детьми, не следует давать мед детям в возрасте до 1 года.
Раневой ботулизм
Раневой ботулизм развивается редко, в случаях, когда споры попадают в открытую рану и способны размножаться в анаэробных условиях. Симптомы схожи с пищевым ботулизмом, но могут появляться через две недели. Эта форма болезни связана с токсикоманией, в частности с инъекциями героина.
Ботулизм в результате вдыхания
Ботулизм редко развивается в результате вдыхания. Такие случаи не происходят в естественных условиях, они связаны, например, со случайными или предумышленными событиями (такими как биотерроризм), которые приводят в высвобождению токсинов в аэрозолях. Клиническая картина в случае ботулизма, развивающегося в результате вдыхания, схожа с клинической картиной при пищевом ботулизме. Средняя летальная доза для людей оценивается на уровне 2 нанограммов ботулотоксина на килограмм веса тела, что примерно в 3 раза превышает аналогичный показатель в случаях пищевого ботулизма.
Симптомы появляются через 1–3 дня после вдыхания токсинов или через более длительный период времени в случае более низких уровней интоксикации. Симптомы развиваются так же, как и при пищевом ботулизме, и на завершающей стадии происходит паралич мышц и недостаточность дыхания.
При подозрении на воздействие токсина путем вдыхания аэрозоли необходимо предотвратить дополнительное воздействие на пациента и других людей. Следует снять с пациента одежду и хранить ее в полиэтиленовых пакетах до тех пор, пока она не будет тщательно выстирана в воде с мылом. Пациент должен принять душ и незамедлительно пройти дезинфекцию.
Другие типы интоксикации
Теоретически ботулизм может передаваться через воду в результате проглатывания токсина, выработанного ранее. Однако, учитывая тот факт, что при обработке воды (такой как кипячение или дезинфекции 0,1-процентным раствором гипохлорита) токсин разрушается, такой риск считается низким.
Ботулизм неопределенного происхождения обычно регистрируется среди взрослых людей в тех случаях, когда не установлен источник пищевого или раневого ботулизма. Эти случаи сопоставимы с детским ботулизмом и могут происходить при изменении нормальной флоры кишечника в результате хирургических вмешательств или терапии антибиотиками.
Зарегистрированы неблагоприятные реакции на чистый токсин, используемый среди пациентов в медицинских и/или косметических целях, дополнительную информацию см. ниже в разделе «Ботокс»).
Ботокс
Бактерия C. botulinum используется для производства ботокса — фармацевтического препарата, применяемого преимущественно для инъекций в клинических и косметических целях. Для ботокса используется очищенный и сильно разбавленный ботулинический нейротоксин типа А. Процедуры проводятся в медицинских учреждениях в соответствии с потребностями пациента и обычно хорошо переносятся, хотя в редких случаях наблюдаются побочные реакции.
Диагностирование и лечение
Диагноз обычно ставится на основе истории болезни и клинического осмотра при последующем лабораторном подтверждении, включающем демонстрацию присутствия ботулотоксина в сыворотке, стуле или пищевых продуктах или выращивание культуры C. botulinum в образцах стула, раневой жидкости или пищевых продуктов. Иногда ставится ошибочный диагноз ботулизма, так как его часто принимают за инсульт, синдром Гийена-Барре или тяжелую миастению.
После постановки клинического диагноза необходимо как можно скорее ввести антитоксин. Раннее введение антитоксина эффективно снижает показатели смертности. В случае тяжелого ботулизма требуется поддерживающая терапия, в частности искусственная вентиляция легких, которая может требоваться в течение нескольких недель и даже месяцев. Антибиотики не требуются (за исключением случаев раневого ботулизма). Существует вакцина против ботулизма, но она редко используется, так как ее эффективность не оценена полностью и были зарегистрированы неблагоприятные реакции.
Профилактика
Профилактика пищевого ботулизма основана на надлежащей практике приготовления пищевых продуктов, в частности во время тепловой обработки/стерилизации, и гигиене.
Пищевой ботулизм можно предотвращать путем инактивации бактерии и ее спор в стерилизованных путем нагрева (например, в автоклаве) или консервированных продуктах или путем подавления роста бактерий и выработки токсинов в других продуктах. Вегетативные формы бактерии могут быть уничтожены при кипячении, но споры могут оставаться жизнеспособными даже при кипячении в течение нескольких часов. Тем не менее, споры можно уничтожить путем тепловой обработки при очень высоких температурах, например при промышленном консервировании
Промышленной тепловой пастеризации (включая пастеризованные продукты в вакуумной упаковке и продукты горячего копчения) может быть недостаточно для уничтожения всех спор и, поэтому, безопасность этих продуктов должна быть основана на предотвращении бактериального роста и выработки токсина. Низкие температуры в сочетании с содержанием соли и/или кислой средой препятствуют росту бактерий и выработке токсина.
Брошюра ВОЗ «Пять важнейших принципов безопасного питания» служит основой образовательных программ для подготовки лиц, занимающихся обработкой и приготовлением пищевых продуктов, и для просвещения их потребителей. Они особенно важны для предотвращения пищевых отравлений.
Это следующие пять принципов:
Деятельность ВОЗ
Вспышки ботулизма происходят редко, но они являются чрезвычайными ситуациями в области общественного здравоохранения, которые требуют быстрого распознания для выявления источника инфекции, определения типа вспышки болезни (среди естественных, случайных или потенциально преднамеренных), предотвращения других случаев заболевания и эффективного лечения пострадавших пациентов. Успех лечения в значительной мере зависит от раннего диагностирования и быстрого введения ботулинического антитоксина.
Роль ВОЗ в принятии ответных мер на вспышки ботулизма, которые могут иметь международное значение, заключается в следующем:
Колбаса-убийца: что такое ботулизм и почему он так опасен
Бактерии, продуцирующие один из самых опасных ядов, могут жить прямо на вашей кухонной полке — в консервах и солениях — и приводить к серьезному заболеванию — ботулизму
Авторы
Редакторы
Постер на конкурс «био/мол/текст»: Всё, что нужно знать о ботулизме. Почему «колбаса-убийца» — это всего лишь предубеждение, и чем самый мощный нейротоксин может быть полезен в медицине и косметологии?
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Постер также доступен в формате pdf.
Ботулизм
Смертность
История
Первое упоминание случаев ботулизма относится к указу о запрете на употребление кровяной колбасы в пищу ввиду ее опасности для жизни, подписанному правителем Византии Львом VI (866–912 гг.). Спустя девять веков «Колбаса-убийца» снова привлекла внимание общественности. В 1789 г. после случая отравления в Вюртемберге 13 человек, 6 из которых скончались, ученые принялись искать причину колбасных отравлений. Ее так и не удалось найти, и долгое время считалось, что при хранении в колбасе образуется «трупная кислота», приводящая к интоксикации организма.
Бактериолог из Бельгии Эмиль ван Эрменгем лишь в 1895 г. выделил возбудителя заболевания — палочковидную бактерию, — из зараженной ветчины и селезенки одного из пострадавших. В России исследованием ботулизма занимался С.В. Константинов. Возбудителя, которого ему удалось выделить из рыбы, он назвал Bacillus ichtyismus, а само заболевание — «ихтиизмом» [2].
Возбудители ботулизма
Ботулизм наиболее часто бывает вызван бактериями Clostridium botulinum. Вызывают его и другие клостридии: Clostridium butyricum и Clostridium baratii.
Clostridium botulinum — грамположительная бактерия в форме палочки (бацилла). Бациллы по своей природе способны к спорообразованию, что позволяет таким бактериям долгое время оставаться живыми даже в очень неблагоприятных условиях. В виде спор Clostridium botulinum не производят токсинов и абсолютно безопасны для взрослого человека. Когда же спора прорастает, бактерия начинает активно размножаться и выделять токсин.
Из-за необходимости бескислородной среды для жизнедеятельности Clostridium botulinum BoNT чаще всего можно найти в консервах.
Где прячется ботулизм, типы ботулизма
Существует несколько типов ботулизма:
BoNT — белок (150 кДа), имеет легкую и тяжелую цепи. Каждая цепь выполняет свою функцию при интоксикации организма [1].
Существует семь различных нейротоксинов BoNT: от А до H. Каждый из них связан с возникновением той или иной формы ботулизма. Ботулотоксины А, В, Е и иногда F опасны для человека [2].
Воздействие токсина, синаптическая передача, молекулярные механизмы
Ацетилхолин — важный медиатор, который выделяется в синаптическую щель между нейронами и осуществляет дальнейшую передачу импульса.
Симптомы заболевания
Ботулизм начинает проявляться после инкубационного периода, который может длиться от 12 часов до 10–15 дней. Приводит к мышечному параличу. В первичной стадии интоксикации задействованы черепные нервы и мышцы лица, именно поэтому паралич начинается с верхней части туловища человека и распространяется вниз, поражая мышцы шеи, груди, рук и ног.
У отравленного человека:
В конце концов, если паралич добирается до дыхательных мышц и мышц сердца — человек умирает.
Диагностика
Крайне важна ранняя диагностика Ботулизма. Ботулизм часто носит «маски», скрываясь под другими заболеваниями: синдромом Гийена—Барре, энцефалитом, полиомиелитом, синдромом Ламберта—Итона, менингитом. Это значительно усложняет диагностику [5], [9–11], [14], [15].
В поисках ботулотоксина, антител к возбудителю или ДНК возбудителя у пациента собирают материал (мочу, кал, рвотные массы или кровь) и проводят клинические и лабораторные исследования. Важным методом подтверждения ботулизма является демонстрация действия токсина на мышах. Для этого из материала пациента выделяют бактерии и вводят их мышам. При наличии ботулотоксинов у мышей через 48 часов развивается паралич, который может быть подавлен введением анатоксина [12].
Лечение
Лечение ботулизма включает:
Анатоксин нейтрализует только еще не связанные с нервными окончаниями, свободно циркулирующие в крови токсины. Как только BoNT связывается с нервными окончаниями, анатоксин становится бесполезен [2], [5].
Даже после длительного лечения большинство пациентов имеют остаточные симптомы, а процесс восстановления может занять месяцы. Скорость восстановления зависит от скорости прорастания новых веточек моторных аксонов [1].
В качестве профилактики можно проводить вакцинацию против ботулизма. Вакцинацию применяют редко, потому что эффект вакцины непродолжителен. Она обеспечивает лишь временный иммунитет и требует повторного введения [13].
Терапевтическое использование BoNT
Несмотря на все опасные воздействия на организм человека, BoNT широко применяется в медицине и косметологии. Врачи используют способность BoNT’а вызывать вялый паралич.
В косметологии BoNT известен под именем «ботокс». Ботокс — это очищенная форма ботулотоксина А, которую часто используют для устранения морщин. BoNT блокирует сигналы, которые мозг посылает мышцам лица, и морщины просто перестают появляться. Кроме того, инъекции ботокса могут быть полезны в борьбе с повышенной потливостью подмышечных впадин.
В медицине BoNT помогает устранять неврологические расстройства — дистонию, спастичность, косоглазие и другие, а также лечить мигрень и гиперактивный мочевой пузырь [8].
Кристина В. и Тома П. работали над написанием текста. Екатерина Б. создала эти замечательные иллюстрации, за что ей отдельное спасибо! Тема статьи была задумана Кристиной В. Редактированием текста, рисунков и созданием постеров также занимались Кристина В. и Тома П.
Чем опасна палочка ботулизма
Ботулизм – острое токсико-инфекционное заболевание, связанное
с употреблением в пищу продуктов, содержащих токсин Clostridium botulinum и самих возбудителей, характеризующееся развитием парезов и параличей мускулатуры.
Возбудитель заболевания – представляет собой подвижную спорообразующую палочку. Вегетативная форма возбудителя является строгим анаэробом. В природе сохраняется в виде устойчивых ко внешним воздействиям спор.
Оптимальный рост клостридий и токсинообразование происходят при 35 о С. Вегетативные формы микроба гибнут при температуре 80 о С в течение 30 мин., при кипячении – через 5 мин., споры выдерживают кипячение более 30 мин., полностью гибнут только при высоких температурах. Токсин разрушается при 20-минутном кипячении. Ботулинические токсины выдерживают высокие концентрации (до 18%) поваренной соли, не разрушаются в продуктах со специями. Присутствие ботулотоксина в пищевых продуктах не меняет их органолептических свойств. Он является одним из самых сильных биологических ядов.
Заражение человека происходит при попадании токсина с пищей в желудочно-кишечный тракт.
Резервуарами и источниками инфекции являются почва, организм диких животных, водоплавающих птиц, рыб и человека. Больной человек не представляет эпидемиологической опасности.
Основной причиной заболевания является употребление в пищу продуктов домашнего консервирования, преимущественно овощей и грибов, обсемененных клостридиями и содержащими их токсин, а также колбасы, ветчины, копченая и соленая рыба. Практически все пищевые продукты, загрязненные почвой или содержимым кишечника животных, птиц и рыб, могут содержать споры возбудителей ботулизма. Однако, заболевание может возникнуть только при употреблении тех из них, которые хранились при анаэробных условиях (консервы, приготовленные в домашних условиях).
Ботулизм встречается в виде спорадических и групповых заболеваний. Часто имеет место семейный характер в результате заражения через продукты домашнего приготовления. Для него характерна строго выраженная сезонность. В России чаще регистрируются заболевания, связанные с употреблением грибов домашнего приготовления, копченой или вяленой рыбы, в европейских странах – мясных и колбасных изделий, в США – бобовых консервов. Естественная восприимчивость к ботулизму высокая.
При первых признаках заболевания ботулизмом необходимо вызвать «скорую помощь» или срочно обратиться в ближайшее медицинское учреждение! Госпитализация больных необходима. Больных направляют в инфекционный стационар или в любое другое лечебное учреждение, где имеется аппаратура для искусственной вентиляции легких.
Чем опасна палочка ботулизма
Ботулизм — это заболевание, вызываемое ботулиническим нейротоксином, белком, вырабатываемым почвенными бактериями Clostridium botulinum. Разные штаммы бактерий производят разные виды токсинов. Однако, только четыре из семи известных типов ботулинических токсинов (A, B, E и F) вызывают человеческий ботулизм.
Споры бактерий ботулизма широко распространены в окружающей среде и могут быть обнаружены в пыли, почве, неочищенной воде, в пищеварительном тракте животных и рыб.
Существует три распространенные формы ботулизма:
Пищевой ботулизм (более 99% случаев ботулизма).
Бактерии (Clostridium botulinum) размножаются и производят токсин в продуктах питания, а именно в средах с небольшим количеством кислорода, таких, как домашние консервы.
Раневой ботулизм
Развивается при попадании бактерии в рану. Токсин продуцируется бактерией в раневой поверхности.
Ботулизм новорожденных
Бактерии продуцируют токсин в желудочно-кишечном тракте новорожденного.
Встречается у детей в возрасте от 2 до 8 месяцев.
Каждая из этих форм ботулизма может привести к летальному исходу. Заболевание требует неотложной медицинской помощи.
В связи с распространенностью домашнего консервирования, пищевой ботулизм встречается довольно часто.
От человека человеку ботулизм не передаётся.
Симптомы
Ботулотоксин поражает нервы и мышцы, может привести к параличам конечностей и дыхательной недостаточности.
Пищевой ботулизм
Признаки и симптомы пищевого ботулизма обычно появляются в промежутке с 12-36 часов после того, как токсин попадает в организм. Появление симптомов может варьироваться от 2 часов до нескольких дней. Стоить заметить, что заболевший всегда помнит час, когда появились симптомы.
Симптомы и признаки пищевого ботулизма:
— Тошнота, рвота, жидкий стул. К моменту появления неврологической симптоматики эти симптомы исчезают.
— Нарушение зрения: пелена перед глазами, двоение.
— Парез лицевого нерва приводит к нарушению мимики, сглаживанию носогубных складок.
Раневой ботулизм
Признаки и симптомы раневого ботулизма появляются примерно через 10 дней после попадания токсина в организм.
Клиническая картина схожа с картиной пищевого ботулизма. При этой форме ботулизма более выражена лихорадка.
Ботулизм новорожденных
— Запор часто является первым признаком заболевания.
— Нарушение движений из-за мышечной слабости.
— Повышенное образование слюны.
— Трудность сосания или кормления.
Профилактика
Вакцины, позволяющей защитить человека от ботулизма нет.
Лучше всего употреблять в пищу консервы, приготовленные в производственных условиях.
— продукты, подлежащие консервированию, должны быть тщательно вымыты. Частиц земли присутствовать не должно.
— консервировать можно только свежие овощи, фрукты.
— рыба должна быть тщательно выпотрошена, промыта.
— засолку грибов не следует производить в герметично закрытых банках (доступ кислорода не даст бактериям размножаться).
— рассмотрите возможность прокипятить эти продукты в течение 20 минут перед подачей на стол, за это время разлагается токсин).
— не ешьте консервированную пищу, если банка или крышек вздутая, или если пища пахнет испорченной. Однако вкус и запах не всегда выдают присутствие C. botulinum. Некоторые штаммы не вызывают неприятного запаха пищи и не имеют необычного вкуса.
Чтобы снизить риск развития ботулизма у детей, не давайте мёд, даже каплю, детям в возрасте до 1 года. Мед, как известно, содержит бактерии и является распространенной причиной ботулизма у детей младше одного года. Не готовьте младенцам консервы длительного хранения в домашних условиях.
Безопасное приготовление и употребление пищи позволит избежать ботулизма.