Введение

Столбняк, также известный как локк, – это бактериальная инфекция, вызываемая Clostridium tetani и характеризующаяся спазмами мышц. При наиболее распространенной форме спазмы начинаются в челюсти и затем распространяются на все тело. Каждый спазм обычно длится несколько минут, а спазмы возникают часто в течение трех-четырех недель. Другие симптомы столбняка могут включать лихорадку, потливость, головную боль, затруднение глотания, повышенное артериальное давление и учащенный пульс. Симптомы обычно проявляются через 3–21 день после заражения. Восстановление может занять месяцы, и примерно в 10% случаев исход оказывается летальным. C. tetani обычно встречается в почве, слюне, пыли и навозе. Бактерии обычно проникают в организм через повреждение кожи, например, порез или прокол, вызванный загрязненным предметом. Они выделяют токсины, нарушающие нормальные мышечные сокращения. Диагноз ставится на основании клинических признаков и симптомов. Болезнь не передается от человека к человеку. В 1990 году от столбняка умерло 356 000 человек. В США ежегодно регистрируется около 30 случаев, почти все из которых приходятся на людей, не прошедших вакцинацию. Первое описание болезни было сделано Гиппократом в V веке до нашей эры. Причина болезни была установлена в 1884 году Антонио Карле и Джорджио Раттоне в Туринском университете, а вакцина была разработана в 1924 году. Спазмы могут поражать и мышцы лица, вызывая состояние, известное как risus sardonicus. Могут быть затронуты мышцы груди, шеи, спины, живота и ягодиц. Спазмы мышц спины часто приводят к выгибанию позвоночника – опистотонусу. Иногда спазмы затрагивают мышцы, участвующие во вдохе и выдохе, что может вызвать проблемы с дыханием. Длительное мышечное напряжение вызывает внезапные, сильные и болезненные сокращения групп мышц, известные как тетания. Эти эпизоды могут приводить к переломам и разрывам мышц. Другие симптомы включают лихорадку, головную боль, беспокойство, раздражительность, затруднения при кормлении, проблемы с дыханием, жжение при мочеиспускании, задержку мочи и потерю контроля над дефекацией. Даже при лечении около 10% заболевших столбняком умирают. Как правило, чем дальше место повреждения от центральной нервной системы, тем дольше инкубационный период. Однако более короткий инкубационный период обычно сопровождается более тяжелыми симптомами. При тризме новорожденных (неонатальном столбняке) симптомы обычно появляются через 4–14 дней после рождения, в среднем через 7 дней. На основании клинических данных выделяют четыре различные формы столбняка. Обычно заболевание развивается при инфицировании не зажившей пупочной ранки, особенно если пуповину перерезают нестерильным инструментом. По состоянию на 1998 год неонатальный столбняк был распространен во многих развивающихся странах и являлся причиной около 14% (215 000) всех случаев смерти новорожденных. В 2010 году во всем мире от неонатального столбняка умерло около 58 000 новорожденных. В результате кампаний по охране здоровья смертность от неонатального столбняка снизилась на 90% в период с 1990 по 2010 год, а к 2013 году заболевание было практически ликвидировано во всех странах, кроме 25. Неонатальный столбняк редко встречается в развитых странах.

Местный столбняк

Местный столбняк – это редкая форма заболевания, при которой у людей наблюдается стойкое сокращение мышц в той же анатомической области, где была травма. Сокращения могут сохраняться в течение многих недель, постепенно ослабевая. Местный столбняк обычно протекает легче; лишь около 1% случаев заканчиваются летальным исходом, но он может предшествовать развитию генерализованного столбняка и ограничивается мышцами и нервами в области головы. Обычно он возникает после травмы головы, включая перелом черепа, рану и средний отит, хотя наблюдается и при травмах других частей тела. Чаще всего вовлекается паралич лицевого нерва, который может вызывать тризм, лицевой паралич или птоз, но могут быть поражены и другие черепные нервы. Цефалический столбняк может прогрессировать до более генерализованной формы заболевания. Заболевание встречается почти исключительно у людей с недостаточной иммунизацией. Оно более распространено в жарком, влажном климате с почвой, богатой органическими веществами. Почва, обработанная навозом, может содержать споры, поскольку они широко распространены в кишечнике и фекалиях многих животных, таких как лошади, овцы, крупный рогатый скот, собаки, кошки, крысы, морские свинки и куры. Споры также можно обнаружить на поверхности кожи и в загрязненном героине. Эндоспора – это неметаболизирующая структура выживания, которая начинает метаболизировать и вызывать инфекцию, попадая в подходящую среду. Таким образом, наступив на гвоздь (ржавый или нет), можно заразиться столбняком, поскольку под кожей может существовать среда с низким содержанием кислорода (анаэробная), а проникающий предмет может доставить эндоспоры в благоприятную среду для роста. Распространено заблуждение, что причиной является ржавчина, и что прокол нержавым гвоздем не представляет опасности.

Патофизиология

Нейротоксин столбнячной палочки (TeNT) связывается с пресинаптической мембраной нервно-мышечного синапса, интернализируется и транспортируется обратно по аксону до центральной нервной системы. Там он избирательно связывается с ингибирующими нейронами и проникает в них посредством эндоцитоза. Затем он покидает везикулу и попадает в цитозоль нейрона, где расщепляет белок, связанный с везикулами (VAMP), – синаптобревин, необходимый для слияния мембран небольших синаптических везикул (SSV). Тяжелая цепь состоит из двух доменов. N-концевая часть тяжелой цепи способствует мембранной транслокации, а C-концевая часть помогает токсину найти специфический рецептор на нужном нейроне. Домен легкой цепи расщепляет белок VAMP после попадания в цитозоль ингибирующего нейрона.

Нейроспецифическая связь

Токсин перемещается из места раны к нейромышечному соединению через кровоток, где он связывается с пресинаптической мембраной моторного нейрона. С-терминальный домен тяжелой цепи способствует связыванию с нужным местом, распознавая и связываясь с соответствующими гликопротеинами и гликолипидами в пресинаптической мембране. Токсин связывается с участком, который будет захвачен нейроном в виде эндоцитарной везикулы, которая переместится по аксону, минуя тело клетки, и по дендритам к дендритному терминалу в области шипика и центральной нервной системы. Там он высвободится в синаптическую щель и сможет связываться с пресинаптической мембраной ингибиторных нейронов подобно тому, как это происходит при связывании с моторным нейроном. Или же поры могут изменить электрохимический градиент настолько, пропуская ионы внутрь или наружу, чтобы вызвать осмотический лиз везикулы и высвободить ее содержимое.

Разделение ферментативной мишени

Легкая цепь токсина столбняка является цинкзависимой протеазой. Она содержит общий мотив цинковой протеазы (His Glu Xaa Xaa His), который исследователи предполагали необходимым для расщепления целевых молекул, пока это не было экспериментально подтверждено: когда весь цинк был удален из нейрона с помощью хелаторов тяжелых металлов, токсин был заблокирован, но восстанавливал активность при повторном добавлении цинка.

Диагноз

В настоящее время не существует анализов крови для диагностики столбняка. Диагноз ставится на основании клинической картины симптомов столбняка и не зависит от выделения бактерии, которая обнаруживается в ране лишь в 30% случаев, и может быть выделена у людей, не страдающих столбняком. Лабораторная идентификация C. tetani возможна только путем демонстрации продукции тетаноспазмина в мышиных моделях.

Профилактика

В отличие от многих инфекционных заболеваний, перенесенный естественный столбняк обычно не приводит к формированию иммунитета. Это обусловлено чрезвычайной силой тетаноспазмина. Тетаноспазмин, вероятнее всего, окажется смертельным до того, как успеет вызвать иммунный ответ. Профилактика столбняка осуществляется посредством вакцинации тетанус-токсидом. Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) рекомендуют взрослым проходить ревакцинацию каждые десять лет. У детей младше семи лет вакцина против столбняка часто вводится в составе комбинированной вакцины DPT/DTaP, которая также обеспечивает защиту от дифтерии и коклюша. Для взрослых и детей старше семи лет обычно применяются вакцины Td (против столбняка и дифтерии) или Tdap (против столбняка, дифтерии и бесклеточного коклюша).

Профилактика после воздействия

При подозрении на воздействие столбняка может быть введен столбнячный анатоксин. В таких случаях его можно вводить как с тетановым иммуноглобулином (также называемым тетановыми антителами или тетановым антитоксином), так и без него. Тетановый иммуноглобулин (ТИГ) может вводиться внутривенно или внутримышечно. Для снижения выработки токсинов показана антибиотикотерапия. Предпочтительным средством является метронидазол для внутривенного введения (в/в).

История

Столбняк был хорошо известен древним цивилизациям, которые осознавали связь между ранами и смертельными мышечными спазмами. В 1884 году Артур Николаер выделил токсин столбняка, подобный стрихнину, из свободноживущих анаэробных почвенных бактерий. Этиология заболевания была дополнительно изучена в 1884 году Антонио Карле и Джорджио Раттоне, двумя патологами из Туринского университета, которые впервые продемонстрировали возможность передачи столбняка. Они вызвали столбняк у кроликов, вводя гной от человека, умершего от столбняка, в их седалищные нервы и наблюдая за их реакцией по мере распространения инфекции.

Исследования

Нет достаточных доказательств того, что витамин С может лечить или предотвращать столбняк. Это, по крайней мере частично, обусловлено тем, что исторические исследования, проводившиеся с целью выявления возможной связи между витамином С и облегчением состояния пациентов со столбняком, были некачественными.