Столбняк | |
---|---|
Другие имена | Тризм |
Мышечные спазмы (в частности, опистотонус ) у человека, больного столбняком. Картина сэра Чарльза Белла , 1809 г. | |
Специальность | Инфекционные заболевания |
Симптомы | лихорадка , спазмы челюсти, мышечные спазмы , головная боль , судороги , потливость и затрудненное глотание |
Обычное начало | 3–21 день после воздействия |
Продолжительность | Месяцы |
Причины | Clostridium tetani |
Факторы риска | Трещина в коже |
Метод диагностики | На основании симптомов |
Профилактика | Вакцина против столбняка |
Уход | Противостолбнячный иммуноглобулин , миорелаксанты , искусственная вентиляция легких |
Медикамент | диазепам и метокарбамол |
Прогноз | 6,4% риск смерти |
Частота | 209 000 (2015) |
Летальные исходы | 56,700 (2015) |
Столбняк (от древнегреческого τέτανος «напряжение, растянутый, жесткий»), также известный как тризм , является бактериальной инфекцией, вызываемой Clostridium tetani и характеризующейся мышечными спазмами . В наиболее распространенном типе спазмы начинаются в челюсти, а затем распространяются на остальную часть тела. Каждый спазм обычно длится несколько минут. Спазмы случаются часто в течение трех-четырех недель. [1] Некоторые спазмы могут быть достаточно сильными, чтобы сломать кости . [2] Другие симптомы столбняка могут включать лихорадку , потливость , головную боль , затрудненное глотание , высокое кровяное давление и учащенное сердцебиение . Симптомы обычно появляются через 3–21 день после заражения. Выздоровление может занять несколько месяцев; около 10% случаев оказываются смертельными . [1]
C. tetani обычно встречается в почве, слюне, пыли и навозе. Бактерии обычно проникают через повреждения кожи, такие как порезы или колотые раны, вызванные зараженным предметом. [1] [3] Они вырабатывают токсины , которые мешают нормальным сокращениям мышц. [4] Диагноз ставится на основании имеющихся признаков и симптомов. Болезнь не передается от человека к человеку. [1]
Столбняк можно предотвратить с помощью иммунизации противостолбнячной вакциной . Тем, у кого есть значительная рана и кто получил менее трех доз вакцины, рекомендуется как вакцинация, так и противостолбнячный иммуноглобулин . Рану следует очистить, а все мертвые ткани следует удалить. Тем, кто инфицирован, используется противостолбнячный иммуноглобулин или, если он недоступен, внутривенный иммуноглобулин (IVIG). [1] Для контроля спазмов могут использоваться миорелаксанты . Если дыхание человека нарушено, может потребоваться искусственная вентиляция легких . [4]
Столбняк встречается во всех частях света, но чаще всего встречается в жарком и влажном климате, где почва имеет высокое содержание органических веществ. [1] В 2015 году было зарегистрировано около 209 000 случаев заражения и около 59 000 смертей во всем мире. [5] [6] Это меньше, чем 356 000 смертей в 1990 году. [7] В США ежегодно регистрируется около 30 случаев заболевания, почти все из которых были у людей, которые не были вакцинированы. [8] Раннее описание болезни было сделано Гиппократом в V веке до нашей эры. Причина заболевания была определена в 1884 году Антонио Карле и Джорджио Раттоне в Туринском университете , а вакцина была разработана в 1924 году. [1]
Столбняк часто начинается с легких спазмов в мышцах челюсти — также известных как тризм. Похожие спазмы могут также быть признаком тризма . [9] Спазмы могут также поражать мышцы лица , что приводит к появлению так называемой сардонической улыбки . Могут быть затронуты грудь, шея, спина, мышцы живота и ягодицы. Спазмы мышц спины часто вызывают выгибание, называемое опистотонусом . Иногда спазмы поражают мышцы, используемые во время вдоха и выдоха , что может привести к проблемам с дыханием. [10]
Длительное мышечное действие вызывает внезапные, сильные и болезненные сокращения мышечных групп, называемые тетанией . Эти эпизоды могут вызвать переломы и разрывы мышц. Другие симптомы включают лихорадку , головную боль , беспокойство, раздражительность , трудности с кормлением, проблемы с дыханием , жжение во время мочеиспускания , задержку мочи и потерю контроля над стулом . [11]
Даже при лечении около 10% людей, заболевших столбняком, умирают. [1] Уровень смертности выше среди непривитых людей и людей старше 60 лет. [1]
Инкубационный период столбняка может длиться до нескольких месяцев, но обычно составляет около десяти дней. [12] [13] В целом, чем дальше место травмы от центральной нервной системы , тем длиннее инкубационный период. Однако более короткие инкубационные периоды будут иметь более серьезные симптомы. [14] При trismus nascentium (то есть столбняке новорожденных) симптомы обычно появляются через 4–14 дней после рождения, в среднем около 7 дней. На основании клинических данных были описаны четыре различные формы столбняка. [1]
Генерализованный столбняк является наиболее распространенным типом столбняка, представляя около 80% случаев. Генерализованная форма обычно имеет нисходящий характер. Первым признаком является тризм или тризм, затем спазмы лица (называемые сардонической улыбкой ), за которыми следует скованность шеи, затруднение глотания и ригидность грудных и икроножных мышц. Другие симптомы включают повышенную температуру, потливость, повышенное кровяное давление и эпизодическое учащенное сердцебиение. Спазмы могут возникать часто и длиться несколько минут, при этом тело принимает характерную форму, называемую опистотонусом . Спазмы продолжаются до четырех недель, а полное выздоровление может занять несколько месяцев. [1]
Столбняк новорожденных ( trismus nascentium ) — это форма генерализованного столбняка, которая встречается у новорожденных, обычно у тех, чьи матери сами не были вакцинированы. Если мать была вакцинирована против столбняка, младенцы приобретают пассивный иммунитет и, таким образом, защищены. [15] Обычно это происходит через инфицирование незажившей пупочной культи , особенно когда культю обрезают нестерильным инструментом. По состоянию на 1998 год столбняк новорожденных был распространен во многих развивающихся странах и был причиной около 14% (215 000) всех случаев смерти новорожденных. [16] В 2010 году мировое число погибших составило приблизительно 58 000 новорожденных. В результате кампании общественного здравоохранения число смертей от столбняка новорожденных сократилось на 90% в период с 1990 по 2010 год, а к 2013 году это заболевание было в значительной степени ликвидировано во всех странах, кроме 25. [17] Столбняк новорожденных редко встречается в развитых странах .
Местный столбняк — редкая форма заболевания, при которой у людей наблюдается постоянное сокращение мышц в той же анатомической области, где находится травма. Сокращения могут сохраняться в течение многих недель, прежде чем постепенно стихнуть. Местный столбняк обычно протекает мягче; только около 1% случаев заканчиваются летальным исходом, но он может предшествовать началу генерализованного столбняка. [1]
Столбняк головы является самой редкой формой заболевания (0,9–3% случаев) [18] и ограничивается мышцами и нервами головы. [19] Обычно он возникает после травмы в области головы, включая: перелом черепа , [20] разрыв, [20] травму глаза, [19] удаление зубов , [21] и средний отит , [22] но он наблюдался и при травмах других частей тела. [23] Чаще всего возникает паралич лицевого нерва , который может вызвать тризм, паралич лица или птоз , но могут быть затронуты и другие черепные нервы. [21] [24] Столбняк головы может прогрессировать до более генерализованной формы заболевания. [18] [24] Из-за его редкости врачи могут быть не знакомы с клинической картиной и не подозревать столбняк как болезнь. [19] Лечение может быть сложным, поскольку симптомы могут совпадать с первоначальной травмой, вызвавшей инфекцию. [20] Столбняк головы чаще, чем другие формы столбняка, приводит к летальному исходу, при переходе в генерализованный столбняк летальность составляет 15–30%. [18] [20] [24]
Столбняк вызывается бактерией столбняка Clostridium tetani . [1] Заболевание является международной проблемой здравоохранения, поскольку эндоспоры C. tetani распространены повсеместно. Эндоспоры могут быть введены в организм через колотую рану ( проникающую травму ). Поскольку C. tetani является анаэробной бактерией, она и ее эндоспоры процветают в среде с недостатком кислорода , например, в колотой ране. При изменении уровня кислорода эндоспора в форме ножки индейки может быстро распространяться. [25]
Заболевание встречается почти исключительно у людей, которые недостаточно иммунизированы. [26] Оно чаще встречается в жарком, влажном климате с почвой, богатой органическими веществами . Обработанные навозом почвы могут 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. [1] В сельскохозяйственных районах значительное количество взрослых людей могут быть носителями этого микроорганизма. [27]
Споры также можно обнаружить на поверхности кожи и в загрязненном героине . [1] В редких случаях столбняком можно заразиться во время хирургических операций, внутримышечных инъекций, сложных переломов и стоматологических инфекций. [1] Укусы животных могут передавать столбняк. [1]
Столбняк часто ассоциируется с ржавчиной , особенно с ржавыми гвоздями. Хотя сама ржавчина не вызывает столбняк, предметы, которые накапливают ржавчину, часто находятся на открытом воздухе или в местах, где скапливаются почвенные бактерии. Кроме того, шероховатая поверхность ржавого металла создает щели для грязи, содержащей C. tetani , в то время как гвоздь дает возможность проколоть кожу и доставить эндоспоры глубоко в тело в месте раны. [28] Эндоспора — это неметаболизирующая структура выживания, которая начинает метаболизироваться и вызывать инфекцию, попав в подходящую среду. Следовательно, наступление на гвоздь (ржавый или нет) может привести к инфекции столбняка, поскольку под кожей может существовать среда с низким содержанием кислорода (анаэробная), а прокалывающий предмет может доставить эндоспоры в подходящую среду для роста. [29] Распространено заблуждение , что причиной является сама ржавчина; связанное с этим заблуждение заключается в том, что прокол гвоздем без ржавчины не представляет риска. [30] [31]
Нейротоксин столбняка (TeNT) связывается с пресинаптической мембраной нервно-мышечного соединения , интернализуется и транспортируется обратно через аксон, пока не достигнет центральной нервной системы . [32] Здесь он избирательно связывается с ингибирующими нейронами и транспортируется в них посредством эндоцитоза . [33] Затем он покидает везикулу и попадает в цитозоль нейрона, где расщепляет связанный с везикулами мембранный белок (VAMP) синаптобревин , который необходим для слияния мембран малых синаптических пузырьков (SSV). [32] SSV переносят нейротрансмиттер к мембране для высвобождения, поэтому ингибирование этого процесса блокирует высвобождение нейротрансмиттера. [34]
Столбнячный токсин специфически блокирует высвобождение нейротрансмиттеров ГАМК и глицина из тормозных нейронов. Эти нейротрансмиттеры удерживают сверхактивные двигательные нейроны от активации, а также играют роль в расслаблении мышц после сокращения. Когда тормозные нейроны не способны высвободить свои нейротрансмиттеры, двигательные нейроны выходят из-под контроля, и мышцам трудно расслабиться. Это вызывает мышечные спазмы и спастический паралич, наблюдаемые при инфекции столбняка. [32]
Токсин столбняка, тетаноспазмин , состоит из тяжелой цепи и легкой цепи. Существует три домена, каждый из которых вносит свой вклад в патофизиологию токсина. [35] Тяжелая цепь имеет два домена. N-концевая сторона тяжелой цепи помогает с мембранной транслокацией, а C-концевая сторона помогает токсину найти определенный рецепторный участок на правильном нейроне. Домен легкой цепи расщепляет белок VAMP, как только он попадает в цитозоль ингибирующего нейрона. [35]
Механизм действия столбняка состоит из четырех основных этапов: связывание с нейроном, интернализация токсина, транслокация мембраны и расщепление целевого VAMP. [36]
Токсин перемещается от места раны к нервно-мышечному соединению через кровоток, где он связывается с пресинаптической мембраной двигательного нейрона . Тяжелая цепь C-концевого домена помогает в связывании с правильным местом, распознавая и связываясь с правильными гликопротеинами и гликолипидами в пресинаптической мембране. Токсин связывается с местом, которое будет принято в нейрон в качестве эндоцитарной везикулы , которая будет перемещаться вниз по аксону, мимо тела клетки и вниз по дендритам к дендритному окончанию в позвоночнике и центральной нервной системе. Здесь он будет выпущен в синаптическую щель и сможет связаться с пресинаптической мембраной тормозных нейронов таким же образом, как это наблюдается при связывании с двигательным нейроном. [33]
Затем столбнячный токсин снова усваивается посредством эндоцитоза , на этот раз в кислой везикуле. [35] В механизме, который не совсем понятен, деполяризация, вызванная активацией тормозного нейрона, заставляет токсин втягиваться в нейрон внутри везикул. [ необходима цитата ]
Затем токсину нужен способ выбраться из пузырька и попасть в цитозоль нейрона, чтобы воздействовать на свою цель. Низкий pH просвета пузырька вызывает конформационное изменение токсина, переводя его из водорастворимой формы в гидрофобную . [33] При обнажении гидрофобных участков токсин может проникнуть в мембрану пузырька. Токсин образует ионный канал в мембране, который неспецифичен для ионов Na + , K + , Ca 2+ и Cl − . [32] Среди экспертов существует консенсус, что этот новый канал участвует в транслокации легкой цепи токсина из внутренней части пузырька в цитозоль нейрона, но механизм не совсем понятен или согласован. Было высказано предположение, что канал может позволить легкой цепи (развернутой из среды с низким pH) выйти через пору токсина [37] или что пора может изменить электрохимический градиент в достаточной степени, пропуская ионы внутрь или наружу, чтобы вызвать осмотический лизис пузырька, выплескивая содержимое пузырька. [38]
Легкая цепь столбнячного токсина представляет собой цинк-зависимую протеазу . Она имеет общий мотив цинк-протеазы (His-Glu-Xaa-Xaa-His), который, как предполагали исследователи, необходим для целевого расщепления, пока это не было недавно подтверждено экспериментом: когда весь цинк был удален из нейрона с помощью хелаторов тяжелых металлов , токсин был ингибирован, только чтобы реактивироваться, когда цинк был добавлен обратно. [32] Легкая цепь связывается с VAMP и расщепляет его между Gln 76 и Phe 77. Без VAMP везикулы, содержащие нейротрансмиттеры, необходимые для регуляции двигательных нейронов ( ГАМК и глицин), не могут быть высвобождены, что приводит к вышеупомянутой дерегуляции двигательных нейронов и мышечному напряжению. [39]
В настоящее время нет анализов крови для диагностики столбняка. Диагноз основывается на проявлении симптомов столбняка и не зависит от выделения бактерии, которая извлекается из раны только в 30% случаев и может быть выделена от людей без столбняка. Лабораторная идентификация C. tetani может быть продемонстрирована только по выработке тетаноспазмина у мышей. [1] Недавняя травма головы может указывать на цефалический столбняк — редкую форму столбняка, приводящую к ослаблению лицевых мышц и спазмам — если не был поставлен другой диагноз. [40]
«Тест со шпателем» — это клинический тест на столбняк, который включает в себя прикосновение к задней стенке глотки мягким инструментом и наблюдение за эффектом. Положительным результатом теста является непроизвольное сокращение челюсти (прикусывание «шпателя»), а отрицательным результатом теста обычно является рвотный рефлекс, пытающийся вытолкнуть инородный предмет. В кратком отчете в The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene говорится, что в исследовании с участием пострадавших субъектов тест со шпателем имел высокую специфичность (ноль ложноположительных результатов теста) и высокую чувствительность (94% инфицированных людей дали положительный результат теста). [41]
В отличие от многих инфекционных заболеваний, выздоровление от столбняка, приобретенного естественным путем, обычно не приводит к формированию иммунитета . Это связано с чрезвычайной силой действия токсина тетаноспазмина. Тетаноспазмин, скорее всего, будет смертельным, прежде чем спровоцирует иммунный ответ. [42]
Столбняк можно предотвратить с помощью вакцинации столбнячным анатоксином. [43] CDC рекомендует взрослым делать ревакцинацию каждые десять лет , [ 1] и стандартная практика оказания помощи во многих местах заключается в том, чтобы делать ревакцинацию любому человеку с колотой раной, который не уверен, когда он был в последний раз вакцинирован или получил ли он менее трех доз вакцины за всю жизнь. Однако ревакцинация не может предотвратить потенциально смертельный случай столбняка от текущей раны, поскольку для формирования антител к столбняку может потребоваться до двух недель. [44]
Детям до семи лет вакцина против столбняка часто вводится в виде комбинированной вакцины, вакцины АКДС/АКДС , которая также включает вакцины против дифтерии и коклюша . Для взрослых и детей старше семи лет обычно используется вакцина Td (столбняк и дифтерия) или Tdap (столбняк, дифтерия и бесклеточный коклюш). [43]
Всемирная организация здравоохранения сертифицирует страны как ликвидировавшие столбняк матерей и новорожденных . Для сертификации требуется не менее двух лет показателей менее 1 случая на 1000 живорождений. В 1998 году в Уганде было зарегистрировано 3433 случая столбняка у новорожденных; из них 2403 умерли. После крупных усилий в области общественного здравоохранения Уганда была сертифицирована как ликвидировавшая столбняк матерей и новорожденных в 2011 году. [45]
Анатоксин столбняка может быть введен в случае подозрения на контакт со столбняком. В таких случаях его можно вводить с или без столбнячного иммуноглобулина (также называемого антителами к столбняку или столбнячным антитоксином [46] ). Его можно вводить в виде внутривенной терапии или внутримышечной инъекции . [47]
Правила проведения подобных мероприятий в Соединенных Штатах для лиц в возрасте от 11 лет (и небеременных) следующие: [1]
Вакцинационный статус | Чистые, незначительные раны. | Все остальные раны |
---|---|---|
Неизвестно или менее 3 доз вакцины, содержащей столбнячный анатоксин | Tdap и рекомендуем догоняющую вакцинацию | Tdap и рекомендуемая вакцинация против столбняка иммуноглобулин |
3 или более доз вакцины, содержащей столбнячный анатоксин И менее 5 лет с момента последней дозы | Нет указаний | Нет указаний |
3 или более доз вакцины, содержащей столбнячный анатоксин И 5–10 лет с момента последней дозы | Нет указаний | Предпочтительно Tdap (если еще не получен) или Td |
3 или более доз вакцины, содержащей столбнячный анатоксин И более 10 лет с момента последней дозы | Предпочтительно Tdap (если еще не получен) или Td | Предпочтительно Tdap (если еще не получен) или Td |
Легкие случаи столбняка можно лечить с помощью: [48]
Тяжелые случаи потребуют помещения в отделение интенсивной терапии . В дополнение к мерам, перечисленным выше для легкого столбняка: [48]
Для контроля мышечных спазмов можно использовать такие препараты, как диазепам или другие миорелаксанты . В крайних случаях может потребоваться парализовать человека с помощью курареподобных препаратов и использовать аппарат искусственной вентиляции легких. [ необходима цитата ]
Чтобы пережить инфекцию столбняка, необходимо поддерживать проходимость дыхательных путей и правильное питание . Потребление от 3500 до 4000 калорий (от 15 000 до 17 000 кДж) и не менее 150 г белка в день часто вводится в жидкой форме через трубку непосредственно в желудок ( чрескожная эндоскопическая гастростомия ) или через капельницу в вену ( парентеральное питание ). Такое высококалорийное поддержание диеты необходимо из-за повышенного метаболического напряжения, вызванного повышенной мышечной активностью. Полное выздоровление занимает от 4 до 6 недель, поскольку организм должен регенерировать разрушенные нервные аксональные окончания. [49]
Антибиотик выбора — метронидазол . Его можно вводить внутривенно, перорально или ректально. [50] [48] Пенициллин также эффективен , но некоторые высказывают опасения, что он может спровоцировать спазмы, поскольку он ингибирует ГАМК-рецептор , на который уже влияет тетаноспазмин. [51]
В 2013 году он стал причиной около 59 000 смертей — по сравнению с 356 000 в 1990 году. [7] Столбняк, особенно неонатальная форма, остается значительной проблемой общественного здравоохранения в неиндустриальных странах: в 2008 году во всем мире от столбняка новорожденных умерло 59 000 новорожденных. [52] [53] В Соединенных Штатах с 2000 по 2007 год в среднем регистрировалось 31 случай в год. [1] Почти все случаи в Соединенных Штатах происходят среди непривитых людей или людей, у которых истек срок действия прививок . [1]
Столбняк встречается в основном у коз и овец. Ниже приведены клинические симптомы, обнаруженные у пораженных коз и овец. Вытянутая голова и шея, окоченение хвоста (хвост становится жестким и прямым), ненормальная походка (ходьба становится жесткой и ненормальной), выгнутая спина, скованность мышц челюсти, столбняк, подергивание глаз, опущенные веки, затрудненное глотание, затрудненное или неспособное есть и пить, вздутие живота, спазмы (неконтролируемые мышечные сокращения) перед смертью. Смерть иногда наступает из-за удушья, вторичного по отношению к параличу дыхания. [55]
Столбняк был хорошо известен древним цивилизациям, которые осознавали связь между ранами и фатальными мышечными спазмами. [56] В 1884 году Артур Николайе выделил токсин столбняка, подобный стрихнину , из свободноживущих анаэробных почвенных бактерий. Этиология заболевания была дополнительно выяснена в 1884 году Антонио Карле и Джорджио Раттоне, двумя патологами Туринского университета , которые впервые продемонстрировали заразность столбняка. Они вызывали столбняк у кроликов, вводя им в седалищные нервы гной человека, больного фатальным столбняком, и проверяя их реакцию во время распространения столбняка. [1]
В 1891 году C. tetani был выделен из человеческой жертвы Китасато Сибасабуро , который позже показал, что этот организм может вызывать заболевание при инъекции животным и что токсин может быть нейтрализован специфическими антителами . В 1897 году Эдмон Нокар показал, что столбнячный антитоксин вызывает пассивный иммунитет у людей и может использоваться для профилактики и лечения. Вакцина на основе столбнячного анатоксина была разработана П. Дескомбеем в 1924 году и широко использовалась для профилактики столбняка, вызванного боевыми ранениями во время Второй мировой войны . [1]
Слово «столбняк» происходит от древнегреческого слова τέτανος , романизированного tetanos , буквально « натянутый », которое далее следует от древнегреческого слова τείνειν , романизированного teinein , буквально «растягивать». [57]
Недостаточно доказательств того, что столбняк можно лечить или предотвращать с помощью витамина С. Это, по крайней мере, частично связано с тем, что исторические исследования, которые проводились в попытках найти возможную связь между витамином С и облегчением состояния пациентов со столбняком, были низкого качества. [58]
Ларингоспазм (спазм голосовых связок) и/или спазм дыхательных мышц приводит к нарушению дыхания.