Salmonellae - czynniki wywołujące toksyczne zakażenia pokarmowe

Bakterie Salmonella nie są tylko główną przyczyną zatruć pokarmowych, ale często są też przyczyną szczególnego rodzaju biegunki – salmonellozy.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Główne cechy rodzaju Salmonella

Główne cechy rodzaju Salmonella są następujące: krótkie pałeczki Gram-ujemne o zaokrąglonych końcach, długości 1,5-4,0 µm, przeważnie ruchliwe (peritrichiczne), nie mają zarodników ani otoczek, tworzą kwas i gaz podczas fermentacji glukozy (i niektórych innych węglowodanów) (z wyjątkiem S. typhi i niektórych innych serotypów), mają dekarboksylazę lizyny i ornityny, nie mają deaminazy fenyloalaninowej, tworzą H2S (niektóre nie), dają pozytywną reakcję z MR, rosną na agarze głodowym z cytrynianem (z wyjątkiem S. typhi), nie fermentują laktozy (z wyjątkiem S. arizonae i S. diarizonae), nie tworzą indolu, nie mają ureazy i dają negatywną reakcję Vogesa-Proskauera. Zawartość G + C w DNA wynosi 50-52%. Właściwości kulturowe tych bakterii są takie same jak w przypadku czynników wywołujących dur brzuszny i duru rzekomego typu A i B.

Odporność na salmonellę

Odporność salmonelli na niektóre czynniki fizyczne i chemiczne jest dość wysoka. Podgrzewanie w temperaturze 70 °C utrzymuje się przez 30 minut. Odporność na wysokie temperatury wzrasta, gdy salmonella jest obecna w produktach spożywczych, zwłaszcza w mięsie. Po gotowaniu przez 2,5 godziny mięso zanieczyszczone salmonellą i umieszczone w zimnej wodzie staje się jałowe w kawałkach o wadze nie większej niż 400,0 g i grubości kawałków 19 cm; a po umieszczeniu we wrzącej wodzie sterylność w tym samym czasie gotowania uzyskuje się tylko w kawałkach o wadze do 200,0 g i grubości 5,0-5,5 cm. Solenie i wędzenie mięsa ma stosunkowo słaby wpływ na salmonellę. Przy zawartości NaCl 12-20% w solonym i wędzonym mięsie salmonella przeżywa w temperaturze pokojowej do 1,5-2 miesięcy. Konwencjonalne chemiczne środki dezynfekujące zabijają salmonellę w ciągu 10-15 minut.

Czynniki patogeniczności salmonelli

Salmonella posiada czynniki adhezji i kolonizacji, czynniki inwazji, posiada endotoksynę i wreszcie ona, przynajmniej S. typhimurium i niektóre inne serotypy, może syntetyzować dwa rodzaje egzotoksyn:

• enterotoksyny termolabilne i termostabilne typu LT i ST;
• Cytoksany typu Shiga.

Cechą charakterystyczną toksyn jest ich wewnątrzkomórkowa lokalizacja i uwalnianie po zniszczeniu komórek bakteryjnych. Salmonella LT ma strukturalne i funkcjonalne podobieństwo do enterotoksygenicznej E. coli LT i do cholery. Jej mm wynosi 110 kDa, jest stabilna w zakresie pH 2,0-10,0. Powstawanie toksyn w salmonelli jest połączone z obecnością dwóch czynników przepuszczalności skóry:

• szybko działający - wytwarzany przez wiele szczepów salmonelli, odporny na działanie wysokiej temperatury (w temp. 100 °C zachowuje stabilność przez 4 godziny), działa przez 1-2 godziny;
• opóźniony - termolabilny (niszczony w temp. 75°C w ciągu 30 minut), wywołuje efekt (pogrubienie skóry królika) po 18-24 godzinach od podania.

Mechanizmy molekularne biegunki wywołanej przez salmonellę LT i ST są najwyraźniej również związane z dysfunkcją układów cyklazy adenylanowej i guanylanowej enterocytów. Cytotoksyna produkowana przez salmonellę jest termolabilna, jej działanie cytotoksyczne objawia się w hamowaniu syntezy białek przez enterocyty. Stwierdzono, że poszczególne szczepy salmonelli mogą jednocześnie syntetyzować LT, ST i cytotoksynę, podczas gdy inne mogą syntetyzować tylko cytotoksynę.

Zjadliwość salmonelli zależy również od plazmidu o mm. 60 MD, którego utrata znacznie obniża zjadliwość bakterii. Przypuszcza się, że powstawanie klonów epidemicznych salmonelli wiąże się z nabywaniem plazmidów wirulencji i plazmidów R.

Odporność po zakażeniu

Odporność po zakażeniu nie została wystarczająco zbadana. Sądząc po tym, że salmonelloza dotyka głównie dzieci, odporność po zakażeniu jest dość intensywna, ale najwyraźniej jest specyficzna dla danego typu.

Epidemiologia salmonellozy

Ze znanych salmonelli tylko S. typhi i S. paratyphi A wywołują choroby wyłącznie u ludzi - dur brzuszny i paratyfus A. Wszystkie inne salmonelle są również chorobotwórcze dla zwierząt. Podstawowym źródłem salmonelli są zwierzęta: bydło, świnie, ptactwo wodne, kury, gryzonie synantropijne i duża liczba innych zwierząt. Choroby zwierząt wywoływane przez salmonellę dzielą się na 3 główne grupy: salmonelloza pierwotna, salmonelloza wtórna i zapalenie jelit u bydła. Salmonelloza pierwotna (dur brzuszny u cieląt, dur brzuszny u prosiąt, dur brzuszny u kur, czerwonka kurcząt itp.) jest wywoływana przez określone patogeny i przebiega z charakterystycznymi objawami klinicznymi. Salmonelloza wtórna występuje, gdy organizm zwierzęcia jest mocno osłabiony w wyniku pewnych przyczyn (często różnych chorób); Nie są one związane z określonymi typami salmonelli u konkretnych zwierząt i są wywoływane przez różne serotypy, ale najczęściej przez S. typhimuriwn.

Zapalenie jelit u bydła charakteryzuje się specyficznym obrazem klinicznym i pod tym względem przypomina pierwotną salmonellozę. Jednakże zapalenie jelit w tym przypadku jest objawem wtórnym, podczas gdy pierwotną rolę odgrywają różne okoliczności predysponujące. Jego czynnikami sprawczymi są najczęściej S. enteritidis i S. typhimurium.

Najbardziej niebezpiecznym źródłem zakażeń toksycznych pokarmowych są zwierzęta cierpiące na wtórną salmonellozę i zapalenie jelit u bydła. Dużą rolę w epidemiologii salmonellozy odgrywa ptactwo wodne i jego jaja, a także kury, ich jaja i inne produkty drobiowe. Salmonella może dostać się do jaja bezpośrednio w trakcie jego rozwoju, ale łatwo może przeniknąć przez nienaruszoną skorupkę. Wybuchy zakażeń toksycznych najczęściej wiążą się ze spożyciem mięsa zakażonego salmonellą - do 70-75%, w tym do 30% mięsa pochodzącego z przymusowego uboju bydła. Przymusowemu ubojowi często poddawane są zwierzęta w stanie agonalnym. U zwierząt osłabionych salmonella łatwo przenika z jelit do krwi, a przez nią - do mięśni, powodując dożywotnie zakażenie mięsa. Jaja i produkty drobiowe stanowią ponad 10%, mleko i przetwory mleczne stanowią około 10%, a produkty rybne stanowią około 3-5% wszystkich ognisk salmonelli.

Współczesna epidemiologia salmonellozy charakteryzuje się stałym wzrostem zachorowań u ludzi i zwierząt oraz wzrostem liczby serotypów salmonelli wywołujących te choroby. W latach 1984-1988 liczba przypadków salmonellozy w Anglii wzrosła 6-krotnie. Jednak eksperci WHO uważają, że prawdziwa liczba przypadków salmonellozy pozostaje nieznana. Ich zdaniem, nie identyfikuje się więcej niż 5-10% zakażonych osób. Jedną z głównych przyczyn wzrostu zachorowań na salmonellozę jest zanieczyszczenie produktów spożywczych podczas ich produkcji w wyniku powszechnego rozprzestrzeniania się salmonelli w środowisku zewnętrznym oraz w zakładach przetwórczych, do których trafiają zwierzęta z utajoną salmonellozą. Jedną z głównych przyczyn szerokiego obiegu salmonelli wśród zwierząt jest stosowanie pasz zawierających przetworzone produkty uboczne pochodzenia zwierzęcego i bardzo często zanieczyszczone salmonellą.

Pomimo stałego wzrostu liczby serotypów salmonelli izolowanych od ludzi i zwierząt, nadal aż 98% wszystkich przypadków salmonellozy wywoływane jest przez pałeczki salmonelli z grup A, B, C, D i E, przede wszystkim S. typhimurium i S. enteritidis (do 70–80% przypadków zachorowań).

Inną ważną cechą współczesnej epidemiologii salmonellozy jest ustalenie roli człowieka jako źródła zakażenia salmonellą. Zakażenie człowieka od osoby chorej lub nosiciela bakterii jest możliwe nie tylko poprzez żywność, w której salmonella znajduje dobre warunki do rozmnażania, ale także poprzez kontakt i kontakty domowe. Ta metoda zakażenia prowadzi do powszechnego rozprzestrzeniania się bezobjawowego nosicielstwa bakterii.

Duża epidemia salmonelli przenoszonej drogą wodną, która miała miejsce w 1965 roku w Riverside (USA), wywołana przez S. typhimurium (zachorowało ok. 16 tys. osób), pokazała, że zakażenie salmonellą możliwe jest nie tylko poprzez żywność, ale również poprzez wodę.

Do osobliwości epidemiologii salmonellozy w ostatnich latach zalicza się także wzrost roli etiologicznej S. enteritidis, aktywację drogi pokarmowej transmisji czynników zakaźnych z dominującą rolą drobiu i produktów drobiowych, wzrost liczby chorób zbiorowych, w tym szpitalnych, oraz wzrost zachorowań wśród dzieci poniżej 14 roku życia (ponad 60% wszystkich przypadków zachorowań).

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Objawy salmonellozy

Salmonelloza może występować z różnymi obrazami klinicznymi: w postaci zatrucia pokarmowego, biegunki salmonellowej i postaci uogólnionej (durowej) - wszystko zależy od wielkości dawki zakaźnej, stopnia wirulencji patogenów i stanu odporności organizmu. Masowe zasianie produktu spożywczego salmonellą powoduje zatrucie pokarmowe, w którym główne objawy są związane z przedostaniem się patogenu do krwi w dużych ilościach, jego rozpadem i uwolnieniem endotoksyny. Biegunka salmonellowa opiera się na kolonizacji enterocytów przez salmonellę. Po przyczepieniu się do glikokaliksu jelita cienkiego salmonella wnika między kosmki i przyczepiając się do błony plazmatycznej enterocytów, kolonizuje ją, uszkadza mikrokosmki, powoduje złuszczanie enterocytów i umiarkowany stan zapalny błony śluzowej. Uwolniona enterotoksyna powoduje biegunkę, a cytotoksyna powoduje śmierć komórek. Bakterie Salmonella rozmnażają się na błonie plazmatycznej, ale nie w enterocytach, a ich inwazja następuje przez nabłonek do tkanek leżących pod błoną śluzową, są przez nią transportowane w makrofagach, dostają się do limfy i krwi, powodując bakteriemię i uogólnienie procesu zakaźnego.

Klasyfikacja Salmonelli

Rodzaj Salmonella obejmuje następujące gatunki: Salmonella bongori, Salmonella subterranea, S. enteritica (dawniej S. choleraesuis) z sześcioma głównymi podgatunkami: S. salamae, S. arizonae, S. diarizonae, S. houtenae, S. indica, S. enterica, które różnią się szeregiem cech biochemicznych.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Klasyfikacja serologiczna salmonelli według White’a i Kauffmanna

Salmonella ma antygeny O, H i K. Zidentyfikowano sześćdziesiąt pięć różnych antygenów O. Są one oznaczane cyframi arabskimi od 1 do 67. Na podstawie antygenu O salmonella jest podzielona na 50 grup serologicznych (AZ, 51-65). Niektóre antygeny O występują u salmonelli z dwóch grup (Ob, 08); antygeny 01 i 012 występują u przedstawicieli wielu serogrup, ale przedstawiciele każdej serogrupy mają jeden główny antygen O wspólny dla wszystkich, zgodnie z którym są podzieleni na serogrupy. Specyficzność antygenów O jest określana przez polisacharyd LPS. Wszystkie polisacharydy salmonelli mają wspólny rdzeń wewnętrzny, do którego przyłączone są łańcuchy boczne specyficzne dla O, składające się z powtarzającego się zestawu oligosacharydów. Różnice w wiązaniach i składach tych cukrów stanowią chemiczną podstawę specyficzności serologicznej. Na przykład swoistość antygenu 02 determinowana jest przez cukier paratozę, 04 przez cukier abequozę, 09 przez cukier tywelozę itd.

Salmonella ma dwa typy antygenów H: fazę I i fazę II. Zidentyfikowano ponad 80 wariantów antygenów H fazy I. Są one oznaczane małymi literami łacińskimi (az) i cyframi arabskimi (Zj-z59). Antygeny H fazy I występują tylko w niektórych serotypach, innymi słowy, serogrupy są podzielone na serotypy według antygenów H. Antygeny H fazy II mają wspólne składniki, są oznaczane cyframi arabskimi i występują w różnych serowariantach. Zidentyfikowano dziewięć antygenów H fazy II.

Antygeny K Salmonella są reprezentowane przez różne warianty: Vi- (S. typhi, S. paratyphi C, S. dublin), M-, 5-antygeny. Znaczenie antygenu Vi zostało omówione powyżej.

Współczesna klasyfikacja serologiczna salmonelli obejmuje już ponad 2500 serotypów.

Do serologicznej identyfikacji salmonelli wytwarzane są diagnostyczne adsorbowane surowice mono- i poliwalentne O- i H-, zawierające aglutyniny do antygenów O- i H- tych serotypów salmonelli, które najczęściej wywołują choroby u ludzi i zwierząt.

Większość salmonelli (około 98%) jest wrażliwa na faga salmonelli 01. Ponadto opracowano schemat typizacji fagowej najczęstszego patogenu salmonellozy, S. typhimurium, który pozwala na rozróżnienie ponad 120 typów fagów.

Diagnostyka laboratoryjna salmonellozy

Główną metodą diagnozowania zakażenia salmonellą jest metoda bakteriologiczna. Materiałem do badania są kał, wymioty, krew, płukanie żołądka, mocz i produkty, które spowodowały zatrucie. Cechy diagnostyki bakteriologicznej salmonellozy:

• stosowanie mediów wzbogacających (selenit, magnez), zwłaszcza przy badaniu kału;
• W celu wykrycia salmonelli należy pobrać próbki z ostatniej, bardziej płynnej części kału (górnej części jelita cienkiego);
• zachować proporcje 1:5 (jedna część kału na 5 części pożywki);
• ze względu na fakt, że S. arizonae i S. diarizonae fermentują laktozę, jako podłoża diagnostyczne różnicowe należy stosować nie tylko podłoże Endo, ale także agar bizmutowo-siarczynowy, na którym kolonie salmonelli przybierają czarną (niektóre - zielonkawą) barwę;
• Do posiewu krwi należy stosować podłoże Rapoport;
• stosuje się je do wstępnej identyfikacji kolonii faga 01-salmonella, na który wrażliwych jest do 98% salmonelli;
• Do ostatecznej identyfikacji izolowanych kultur najpierw używa się poliwalentnych zaadsorbowanych surowic O i H, a następnie odpowiadających im monowalentnych surowic O i H.

Poliwalentne immunofluorescencyjne surowice mogą być używane do szybkiego wykrywania salmonelli. RPGA z poliwalentnym erytrocytem diagnostycznym zawierającym polisacharydowe antygeny serogrup A, B, C, D i E jest używane do wykrywania przeciwciał w surowicy krwi pacjentów i tych, którzy wyzdrowieli.

Leczenie salmonellozy

W przypadku zatrucia pokarmowego leczenie salmonellozy polega na płukaniu żołądka, stosowaniu leków przeciwbakteryjnych i ogólnych środków tonizujących. W przypadku biegunki salmonellowej - przywrócenie prawidłowego metabolizmu wodno-solnego, antybiotykoterapia.

Specyficzna profilaktyka salmonellozy

Nie ma konkretnej profilaktyki salmonellozy, chociaż zaproponowano różne szczepionki zawierające zabite i żywe (zmutowane) szczepy S. typhimurium.